Февральскую революцию приветствовал, Октябрьскую — не принял. В августе 1918 вместе с женой и сыном Никитой уехал в Харьков, затем в Одессу. В апреле 1919 Толстые эмигрировали. В эмиграции находился в 1919—1923 годах, сначала в Константинополе и Париже, с октября 1921 по июль 1923 года — в Берлине. В период эмиграции Толстым были созданы первая часть трилогии «Хождение по мукам» — роман «Сёстры» (1922), рассказ «Граф Калиостро» (1921), автобиографическая повесть «Детство Никиты» (1922) и фантастический роман «Аэлита» (1923).