Никита Алексеевич Толстой — представитель известной семьи, сын писателя Алексея Николаевича Толстого, которому тот посвятил свою книгу «Детство Никиты».

Никита Алексеевич в 1939 году окончил физический факультет Ленинградского университета. После войны, участником которой он был, учился в докторантуре ФИАН у академика С. И. Вавилова, откуда был направлен на работу в лабораторию Государственного оптического института. В 50-е годы был заведующим кафедрой физики в ЛИТМО, а с 1962 года работал на кафедре общей физики физического факультета ЛГУ.

Н.А. Толстой был одним из основателей научно-педагогической школы в области магнитооптических явлений и квантовой оптики. В 1949 году стал лауреатом Государственной премии совместно с П. П. Фефиловым за создание прибора для изучения быстропротекающих физических процессов. В соавторстве с другими учеными сделал ряд изобретений в области физики.

В начале 1990-х годов Никита Алексеевич стал активно участвовать в жизни родного Петербурга и страны, будучи избранным в народные депутаты РФ. В 1991 году Н.А. Толстой стал одним из основателей и первым президентом Всемирного клуба петербуржцев.

Никита Алексеевич Толстой был многодетным отцом. С Натальей Лозинской — дочерью известного поэта и переводчика Михаила Леонидовича Лозинского, они создали семью, еще будучи студентами, и прожили вместе почти 60 лет. Их дети получили прекрасное образование и получили известность в стране и за рубежом.

В октябре 1994 года Никита Алексеевич Толстой ушел из жизни. Он похоронен на Литераторских мостках рядом со своим тестем, поэтом М. Л. Лозинским.