Вопрос о создании музея Толстого поднимался еще при жизни писателя. В марте 1909 года состоялось открытие выставки "Для устройства музея им. Л. Н. Толстого в Петербурге".
Основателем ныне действующего музея в Москве стало Толстовское общество, в котором состояли Валерий Брюсов, Александр Сумбатов-Южин, Алексей Грузинский, сын писателя Сергей Толстой, Павел Бирюков, Иван Горбунов-Посадов и другие. Софья Андреевна писала возглавлявшему первое правление общества Н. В. Давыдову: "Благодарю Общество Московского Отделения Толстовского музея за избрание меня в действительные члены и выражаю свое сердечное сочувствие благому начинанию столь близкого моему сердцу дела..."
11 октября 1911 года была открыта Толстовская выставка в Историческом музее, а 28 декабря (по старому стилю) состоялось официальное открытие музея (на Поварской, 18). Хранителем музея стал П. И. Бирюков, а после его отъезда в Швейцарию - В. Ф. Булгаков. Он, А. Л. Толстая и художник Н. Д. Бартрам (создатель Музея игрушки) при поддержке В. Д. Бонч-Бруевича сумели отвоевать для музея прекрасный, удобный особняк, построенный в начале девятнадцатого века по проекту известного русского архитектора А. Г. Григорьева. В то же время удалось национализировать и московскую усадьбу Толстого "Хамовники" и объединить все это в единый музей. Потребовалось почти 70 лет напряженной работы, прежде чем сформировался нынешний уникальный архив Толстого. В общей сложности это более 300000 единиц хранения.
В советское время предприятия в просветительских целях отправляли сюда группы со всего СССР, и даже если командированным экскурсантам больше хотелось прогуляться по московским гастрономам в поисках чего-нибудь дефицитного, увлеченные экскурсоводы не ставили им "галочку" в командировочных и не отпускали их, не рассказав о судьбе и творчестве гения. Экскурсанты смирялись и долго потом, растроганные, благодарили самоотверженных служителей русской литературы.
В годы перестройки посетителей музея стало меньше. И тогда он открыл свои двери детям. В нем проходили экскурсии для старшеклассников, театрализованные занятия и даже балы для младших школьников. В 1991 году начала свою работу детская академия "Муравейные братья", которая недавно отметила 20 лет. На юбилей придут уже выпускники академии, которые когда-то бегали здесь, путаясь в древнегреческих драпировках, сражались деревянными мечами и водили хороводы, наступая нарядным девочкам на длинные русские сарафаны.
Но музей продолжает действовать и как крупный научный центр. Толстовское наследие выходит в интернет-пространство, музей выигрывает гранты на научные проекты, появляются новые экспонаты и совершаются открытия в толстоведении. Всегда открыта богатейшая библиотека музея с доброжелательными хранителями книжного толстовского фонда.
Свой столетний юбилей ГМТ отмечает с размахом. Проведена музейная ассамблея, состоящая из трех конференций: научно-фондовой, музейно-педагогической и научной. Прошел конкурс чтецов: желающих выразительно почитать произведения Толстого оказалось так много, что дети и взрослые едва вместились в ампирный зал. В филиале музея - Толстовском центре на Пятницкой-12 и в музее-усадьбе "Хамовники" завершился ремонт, а в литературном музее после ремонта на смену старой экспозиции пришла фондовая выставка, состоящая исключительно из подлинных вещей. В 2012 году здесь откроется новая экспозиция "Роман свободного дыхания. Л.Н.Толстой о себе и о жизни". Экспозиция обещает быть уникальной - рассказ о жизни писателя будет основан на автобиографических свидетельствах: воспоминаниях, дневниках, с привлечением современных средств музейного показа.