Илья Толстов родился 16 февраля 1972 года в Краснодаре. В 1999 году окончил Санкт-Петербургский государственный университет (экономический факультет), в 2003 году – Колумбийский университет (магистр в сфере международных отношений, специализация по международным финансам и бизнесу). С 1993 по 1998 год – вице-президент/ глава департамента инвестиционных проектов/ аналитик «Инвестиционно-промышленной компании» (Санкт-Петербург). С 1998 по 2001 год – вице-президент инвестиционной компании «ВЕСТА» (Санкт-Петербург). Июнь-август 2002 года – менеджер специальных проектов McDonald Paper Co., (New York). Январь 2003 – май 2003 года – менеджер Отдела глобальных специализированных финансов (WestLB AG, New York). Июль 2003 – октябрь 2008 года – директор по международным финансам Estee Lauder International, Inc. (New York). Ноябрь 2008 – январь 2010 года – директор бизнес-инкубатора «Ингрия», принадлежащего ОАО «Технопарк Санкт-Петербурга» (Санкт-Петербург). Женат, имеет сына. Увлекается фотографией.
В должности генерального директора ОАО «Технопарк Санкт-Петербурга» Илья Толстов отвечает в целом за создание технопарка «Ингрия» и в частности за функционирование бизнес-инкубатора «Ингрия». О назначении было объявлено 18 января 2010 года.
Прежний генеральный директор компании Евгений Елин был назначен председателем Комитета экономического развития, промышленной политики и торговли Санкт-Петербурга 28 декабря 2009 года.
Технопарк «Ингрия» располагается в Невском районе Санкт-Петербурга на территории кварталов 6-6А СУН, ограниченных пр. Большевиков, ул. Дыбенко, ул. Крыленко, ж.-д. «Заневский пост». Технопарк «Ингрия» создаётся на принципах государственно-частного партнёрства при поддержке Правительства Российской Федерации и Санкт-Петербурга. Началом проекта послужило принятие Распоряжения Правительства от 25.12.2007 № 328-р «О создании в Российской Федерации технопарков в сфере высоких технологий» и учреждение управляющей компании ОАО «Технопарк Санкт-Петербурга» в июле 2007 года. Общий объём инвестиций в создание технопарка «Ингрия» составляет 30 млрд рублей, из которых 64 % – частные инвестиции, 36 % – вложения государства. Завершение строительства объектов технопарка планируется к 2015 году.