Tolvanen edusti Suomea Pyeongchangin talviolympialaisissa 2018, jossa hän voitti joukkueen sisäisen piste- ja syöttöpörssin tehoilla 3+6=9. Tolvanen valittiin turnauksen tähdistökentälliseen yhdessä Venäläisten olympiaurheilijoiden hyökkääjien Ilja Kovaltšukin ja Pavel Datsjukin kanssa. Hän pelasi myös MM-kilpailuissa vuonna 2018, jolloin Tolvanen liittyi Suomen joukkueeseen kesken turnauksen. Hänet valittiin Saksaa vastaan pelatun alkulohkon ottelun päätteeksi joukkueensa ottelun parhaaksi pelaajaksi.