Til å begynne med skrev Tolstoj symbolistisk lyrikk. Hans hovedverk er trilogien «Lidelsens vei» (1921–1941), som handler om Russlands vei gjennom revolusjonen og borgerkrigen og en historisk suite om Peter den store (1929–1945). Han skrev noen av de første science fiction-verkene innen russisk litteratur, deriblant .