Родился 2 января 1956 года в городе Харцызск Донецкой области. В 1978 году окончил Орловский государственный педагогический институт. По специальности - историк. После окончания вуза был директором восьмилетней школы, работал в системе образования. После службы в армии работал в партийных органах, был заместителем редактора Волновахской районной газеты Флаг труда. Был народным депутатом первого и четвертого созывов Верховной Рады Украины. В 1995 - 1997 годах - заместитель министра Кабинета министров Украины. В правительстве Валерия Пустовойтенко был министром Кабинета министром, правительственным секретарем правительства. <br /><br />С 2000 года - заместитель председателя Киевской городской государственной администрации по вопросам образования и культуры. В 2003 - 2005 годах занимал должность министра Кабинета министров Украины. Долгое время был одним из лидеров Народно-демократической партии Украины. На парламентские выборы 2006 года Анатолий Толстоухов баллотировался в Верховную Раду по списку Партии экологического спасения ЭКО+25 (№11), который набрал всего лишь 0,47% избирательских голосов. 4 августа 2006 года Верховная Рада назначила Анатолия Толстоухова на должность министра Кабинета министров. По версии журнала Фокус, в 2006 году занял 4-ю позицию в рейтинге влиятельности среди представителей донецкого региона. <br /><br />5 апреля 2007 года вступил в ряды Партии регионов. На выборах 2007 года баллотируется в Верховную Раду по списку Партии регионов (№ 83). 21 декабря 2007 года избран министром окружающей среды в оппозиционном правительстве Партии регионов. В 2007 году в рейтинге журнала Фокус 200 самых влиятельных украинцев Анатолий Толстоухов занял 77-е место. 11 марта 2010 года Верховная Рада Украины назначила Анатолия Толстоухова министром Кабинета министров.

Кража документов В июле 2005 года сотрудники правоохранительных органов провели обыск в квартире Анатолия Толстоухова. Это происходило в рамках расследования дела о краже документов из Львовского исторического архива. В частности, речь шла о 44 письмах Грушевского, которые были подарены Виктором Януковичем Национальному историческому музею. Впрочем, каких-либо доказательств причастности Толстоухова к этому факту найдено не было. Произошедшее Анатолий Владимирович воспринял как политическое давление. Пятикомнатная квартира, вы возбудили уголовное дело, ну раз пришли - так ищите, разве можно за 20 минут сделать обыск в квартире? Возникает вопрос - для чего этот обыск был? Да там и не искали ничего - если взяли в руки 10 книжек, полистали, разве это называется обыском?, - недоумевает Анатолий Толстоухов (Главред, 14 июля 2005 г.).Превышение служебных полномочий Во время избирательной президентской кампании 2004 года Анатолий Толстоухов и Дмитрий Табачник попытались вмешаться в деятельность редакции газеты Урядовий курєр. 25 ноября 2004 года, несмотря на запрет Верховного Суда Украины, они подписали в печать верстку газеты, в которой была размещена информация ЦИК о признании Виктора Януковича победителем второго тура президентских выборов. Главное следственное управление Генеральной прокуратуры проводило досудебное следствие по ч.1 ст. 365 Уголовного кодекса Украины - превышение служебных полномочий. Анатолий Владимирович назвал это дело политическим.

Жена - Светлана Валентиновна (1956 г.р.) - директор Государственного центра социальной службы для молодежи. Во время выборов в Киевсовет в 2006 году баллотировалась по списку Партии социальной защиты (№4). Впрочем, в горсовет Светлана Валентиновна так и не попала. Толстоуховы воспитали двоих сыновей. Есть внук.

Толстоухов не любит демонстрировать свои амбиции. Он говорит, что если сравнить его нынешнее положение с воздушным пространством, то он с удовольствием летает на ПО-2, хотя давно уже освоил все виды сверхзвуковых истребителей (Форум, 15 июля 2005 г.). Анатолий Владимирович знает себе цену и то, что к его советам прислушивается Виктор Янукович. У меня есть возможность и необходимость каждый день общаться с премьер-министром, так как я должен подписывать правительственные документы, информировать о состоянии дел. И если ко мне обращаются непосредственно с определенными просьбами, ну, в частности, народные депутаты, скажем, то я информирую премьер-министра, который принимает решение, - вот так скромно обозначает свои позиции в нынешнем правительстве Толстоухов (радио Эра, 3 ноября 2006 г.).

Я думаю, что президент не может не понимать, что шаг в сторону от регионалов и навстречу к Тимошенко - это шаг к политической гибели

Один из долгожителей Кабинета министров - Анатолий Толстоухов свою карьеру в правительстве начинал еще при премьере Евгении Марчуке. В дни оранжевой революции министр Кабинета министров Анатолий Толстоухов семь дней нес дежурство в здании правительства. Он - единственный из Кабмина, кто сидел в заблокированном здании. Вполне понятно, что такой поступок не мог пройти незамеченным Виктором Януковичем. Летом 2006 года Виктор Федорович снова пригласил Толстоухова в правительство.