Se quedó huérfana a una edad muy temprana, por lo que vivió en un internado durante gran parte de su juventud.
[nota 1][1][2] A pesar de su experiencia como instructora de vuelo y en la aviación, poco después de la invasión alemana de la Unión Soviética, Tolstova, se ofreció como voluntaria para convertirse en oficial médico para ser enviada al frente.
Se desempeñó brevemente como médico de campo en el 5.º Regimiento Aerotransportado de la Guardia, donde ayudó a cientos de soldados heridos, antes de que se concediera su solicitud de transferencia a la aviación.
Allí, realizó 42 incursiones en el Il-2 hasta el final de la guerra.
[5][3] Después de la guerra, trabajó para la flota aérea civil, transportando carga en un Po-2 hasta que se retiró de la aviación en 1959.