1992—1994 — працював у московському корпункті французької газети Ле Монд. З 1994 по 1996 — кореспондент московського бюро інформаційного агентства Франс прес[5].
На телебаченні — з 1996 по 2016 рік. У жовтні 1996 став заступником головного редактора телекомпанії «BID», у вересні 2002 року залишив цю посаду[6]. Був продюсером програми «Скандали тижня», керівником служби інформаційного забезпечення телекомпанії «BID».
З жовтня 1997 року по листопад 2001 року вів програму «Скандали тижня»[7][8] (з осені 2001 року назву було змінено на «Звичаї»)[9] на телеканалі ТВ-6[10].
З жовтня 1998 по серпень 1999 року також вів програму «У світі людей» на тому ж телеканалі. Пішов з ТБ-6 незадовго до закриття каналу місцевою владою в січні 2002 року[11].
У 2002—2008 роках працював на «Третьому каналі» (ЗАТ ТРВК «Московія»)[12], перейшов на запрошення Андрія Писарєва[13]. З жовтня 2002 по серпень 2005 року вів суботню аналітичну програму «Висновки»[14]. З березня 2004 року — головний редактор «Третього каналу», з липня 2004 року генеральний директор «Третього каналу»[15][16]. Пропрацював в ТРВК «Московія» до середини 2008 року.
З 28 серпня 2005 по 8 липня 2012 року — ведучий інформаційно-аналітичної програми «Першого каналу» «Недільний час»[17], змінив на цьому місці Петра Марченко і Андрія Батурина[18]. Перейшов на «Перший канал» разом зі своєю журналістською командою з «Третього каналу»[19]. У перші 3 роки роботи на «Першому каналі» він працював з трудовим договором і поєднував роботу ведучого з адміністративною діяльністю[20] — залишався заступником гендиректора «Третього каналу»[21][22].
2008 — перейшов працювати в штат російського Першого каналу[23].
2009—2016 — заступник директора Дирекції соціальних і публіцистичних програм «Першого каналу»[24].
2009—2010 — вів ток-шоу по боротьбі з алкоголізмом «Проект „Спільна справа“» на тому ж каналі в парі з Марією Шукшиною[25].
У червні 2012 — покинув програму «Недільний час», зайнявся новим проектом на тому ж каналі[28].
8 липня 2012 — востаннє провів програму «Недільний час»[29].
З 11 квітня 2013 по 29 червня 2016 року — ведучий суспільно-політичного ток-шоу «Політика»[30] у парі з Олександром Гордоном (згодом одноосібно) на «Першому каналі»[31].
З 15 вересня 2014 по 7 липня 2016 — вів політичне шоу на тому ж телеканалі — «Час покаже», у парі з Катериною Стриженовою[32].
З 12 жовтня по 14 грудня 2014 року — ведучий ток-шоу «Толстой. Неділя» на «Першому каналі»[33].
Пішов з телебачення у вересні 2016 року в зв'язку з обранням депутатом Державної думи сьомого скликання[34][35].
Депутат Державної думи VII скликання
6 лютого 2016 року був обраний до вищої ради партії «Єдина Росія»[36].
10 лютого 2016 року набрав Керуючий Рада московської школи № 1363[37][38].
Тоді ж, до початку 2016 року в ЗМІ з'явилася інформація про можливу участь Толстого в попередньому голосуванні партії «Єдина Росія»[39]. Інформація була підтверджена самим відомим телеведучим в інтерв'ю одному з місцевих видань[40].
В ході попередніх підрахунків голосування Толстой набрав 75,8 % голосів і посів перше місце за 199 одномандатному адміністративному округу, в кілька разів обігнавши всіх своїх конкурентів[41].
Влітку 2016 року став співголовою ради прихильників партії «Єдина Росія», також увійшовши в передвиборчий штаб партії[42].
За підсумками виборів 18 вересня 2016 року здобув перемогу в Люблінському одномандатному виборчому окрузі № 199 (Москва) та став депутатом думи РФ VII скликання[43].
5 жовтня того ж року, на першому пленарному засіданні, був обраний заступником голови Державної думи РФ[44].
Наприкінці лютого 2022 року, після визнання Росією самопроголошених ДНР і ЛНР, потрапив під санкції Євросоюзу, як "центральна фігура урядової пропаганди"[51] і як особа, що "підриває територіальну цілісність, суверенітет і незалежність України"[52][53]
.svg){kind=small}
