Tolstói nació en Yásnaya Poliana, la finca que poseía su familia en la Gobernación de Tula (Rusia), a unos 210 kilómetros al sur de Moscú. Los Tolstói eran una conocida familia de la antigua nobleza rusa. León fue el cuarto de los cinco hijos del conde Nikolái Ilich Tolstói, un veterano de la Guerra Patria de 1812, y la condesa Maríya Tolstaya (Volkónskaya). Su madre murió antes de que él cumpliera dos años, y su padre la sucedió en 1837, cuando León tenía nueve años. Su abuela murió 11 meses después, y luego su siguiente tutora, su tía Aleksandra, en 1841. Tolstói y sus cuatro hermanos fueron transferidos al cuidado de otra tía en Kazán, en el oeste de Rusia. Tolstói mencionaba a una prima que vivía en Yásnaya Polyana, Tatiana Aleksándrovna Yergólskaya («Tía Toinette», como la llamaba), como la mayor influencia en su infancia, y más tarde, en su adultez, Tolstói le escribió algunas de sus cartas más conmovedoras. A pesar de la constante presencia de la muerte, Tolstói recordaba su infancia en términos idílicos. Educado en casa por tutores, Tolstói se matriculó en la Universidad de Kazán en 1844 como estudiante de lenguas orientales. Su pobre desempeño académico pronto lo obligó a trasladarse a la facultad de derecho, menos exigente, donde escribió una comparación entre El espíritu de las leyes, del filósofo político francés Montesquieu, y el nakaz (instrucciones para un código legal) de Catalina la Grande. Interesado en la literatura y la ética, se sintió atraído por las obras de los novelistas ingleses Laurence Sterne y Charles Dickens, y particularmente por los escritos del filósofo francés Jean-Jacques Rousseau, al punto de llevar un medallón con un retrato de este en lugar de una cruz. Sin embargo, pasaba la mayor parte del tiempo bebiendo y jugando. Tras dejar la universidad en 1847 sin obtener un título, Tolstói regresó a Yásnaya Poliana, donde planeaba autoeducarse, administrar sus propiedades y mejorar la situación de sus siervos. A pesar de sus frecuentes propósitos de cambiar de vida, continuó con su vida díscola durante estancias en Tula, Moscú y San Petersburgo, llevando un estilo de vida relajado y sin prisas. Comenzó a escribir durante este período, incluyendo su primera novela Infancia, un relato ficticio de su propia niñez, que se publicó en 1852.