Tolstoj werd geboren op het landgoed Jasnaja Poljana, in de buurt van Toela, 180 kilometer ten zuiden van Moskou. Hij kwam uit een familie van hoge adel. Zijn vader, graaf Nikolaj Iljitsj Tolstoj, was een deelnemer aan de 'Vaderlandse Oorlog' van 1812 tegen de legers van Napoleon. Zijn moeder Maria Nikolajevna Volkonskaja was vorstin.