Алексей Константинович Толстой родился 24 августа (5 сентября н.с.) в Петербурге в знатной дворянской семье.
Родители разошлись сразу после рождения сына, воспитывался матерью и ее братом - писателем А.Перовским (псевдоним А.Погорельский). Детские годы прошли в имениях матери, позже дяди на Северной Украине. Получил хорошее домашнее образование.
В 17 лет был зачислен в Московский архив Министерства иностранных дел, затем был на дипломатической службе в Германии. В 1843 получил звание камер-юнкера.
Литературным творчеством Толстой занимался с раннего возраста, поощряемый своим дядей. Писал стихи, фантастические повести, и уже его первая опубликованная под псевдонимом "Краснорогский" в 1841 повесть "Упырь" была замечена В.Белинским.
В 1840-е годы начал работать над историческим романом "Князь Серебряный", оконченным в 1861. В этот же период написал рад баллад и лирических стихотворений, получивших широкую известность и впоследствии положенных на музыку русскими композиторами ("Колокольчики мои, "Ты знаешь край, где все обильем дышит", "Курган", "Средь шумного бала..." и др.).
В 1854 вместе со своими двоюродными братьями Жемчужниковыми создал сатирическую литературную маску Козьмы Пруткова и сборник его сочинений, до сих пор популярный в России.
Служба при дворе (флигель-адъютант Александра II, затем егермейстер - заведующий егерями царской охоты) давала писателю возможность вступаться за близких ему людей (хлопотал о возвращении из ссылки Т.Шевченко, об И.Аксакове, И.Тургеневе).
В 1861 добился отставки ("Служба и искусство несовместимы...", - написал он царю) и все свои силы и время стал отдавать литературе.
В 1862 опубликовал драматическую поэму "Дон Жуан"; в 1866 - 70 - историческую трилогию, включавшую трагедии "Смерть Иоанна Грозного", "Царь Федор Иоаннович", "Царь Борис".
В последние годы обратился к поэзии (писал баллады и политические сатиры в стихах).
Уйдя в отставку, в основном жил в своих имениях, уделяя мало внимания хозяйству, и постепенно разорился. Ухудшилось состояние его здоровья. В возрасте 58 лет А.Толстой 28 сентября (10 октября н.с.) 1875 скончался в имении Красный Рог Черниговской губернии.