Rodák zo sibírskeho mesta Novokuzneck. Štúdium operného spevu absolvoval na Konzervatóriu v Saratove a na prestížnom Konzervatóriu Nikolaja Rimského-Korsakova v Petrohrade. V tomto období bol aj na študijných pobytoch v Amerike a Nemecku. Hneď po skončení vysokej školy odštartoval sólistickú dráhu v svetoznámom Mariinskom divadle (Kirov opera; 1990 – 1993) v Petrohrade, kde debutoval ako Valentín v opere Faust a Margaréta Ch. Gounoda. V rokoch 1994 – 1995 pôsobil v Štátnej opere v Banskej Bystrici a od roku 1995 je sólistom Opery Slovenského národného divadla v Bratislave, kde debutoval v postave Lunu vo Verdiho opere Trubadúr. Je laureátom viacerých medzinárodných speváckych súťaží (Karlove Vary 1989, Marseille 1993, finalista Medzinárodnej súťaže Luciana Pavarottiho vo Filadelfii). V jeho opernom repertoári dominujú postavy z diel ruských, talianskych a francúzskych skladateľov: Čajkovského Eugen Onegin v rovnomennej opere, Jeleckij v Pikovej dáme, Lyonel v Panne Orleánskej, Germont v La traviate, Ford vo Falstaffovi, Rodrigo v opere Don Carlos, Gérard v Giordanovej opere Andrea Chénier či Knieža Bolkonskij v Prokofievovej opere Vojna a mier. V neskorších rokoch dosiahol výrazné úspechy v dramatickejších barytónových partiách – ako Nabucco, Renáto v Maškarnom bále, Amonasro v Aide, Alfio v Sedliackej cti, Michele v Pucciniho Plášti, Scarpia v opere Tosca, Macbeth v rovnomennej opere Giuseppe Verdiho a Jago v opere Otello od toho istého skladateľa. V poslednom čase sa predstavil ako Gróf Monterone vo Verdiho Rigolettovi, Gróf Tomskij (Čajkovskij, Piková dáma). Pohostinsky vystupoval na scénach a koncertných pódiách v Rusku, USA, vo Francúzsku, v Nemecku, Rumunsku, Macedónsku, Španielsku. Pravidelne spolupracuje so Slovenskou filharmóniou, kde sa predstavil vo viacerých vokálno-inštrumentálnych dielach. So súborom Opery SND Sergej Tolstov účinkoval na umeleckých zájazdoch vo Švajčiarsku, v Maďarsku, Nemecku a Japonsku. V máji a júni 2010 úspešne debutoval v Opernhause v Zürichu, kde stvárnil postavu Rangoniho v opere M. P. Musorgského Boris Godunov pod taktovkou Vladimira Fedosejeva.