1864～1869年间写成的长篇小说《战争与和平》是一部卷帙浩繁的史诗性巨著，他是作家前期创作的总结，集中表现了他在60年代所达到的思想艺术成就。它以库拉金、罗斯托夫、保尔康斯基和别竺豪夫四大贵族家庭的生活为情节主线，气势磅礴地反映了1805～1820年俄国的重大社会历史事件。作者肯定1812年俄国反对拿破仑入侵战争的正义性质，谴责拿破仑的野蛮侵略，歌颂库图佐夫领导了一场反侵略战争的胜利，多方面地表现了俄国人民反抗侵略的爱国热忱和英勇斗争精神。贯穿全书的中心人物多为贵族地主，他们鲜明地分为两大类：一类以库拉金为代表，这是远离人民，接近宫廷的上层贵族，他们贪婪自私、虚伪堕落，甚至在国难当头的危急时刻仍在争权夺利，互相倾轧，沉溺在荒淫无耻的寻欢作乐之中；另一类是彼尔·别竺豪夫、安德烈·保尔康斯基和罗斯托夫，他们是接近人民的庄园贵族，厌恶上流社会的空虚无聊，其中有的经过长期复杂的精神探索和反侵略战争的洗礼，最后在基督教的《福音书》和守法式老农身上找到自己的精神归宿，成为献身国家社稷和人民幸福的社会精华。作家否定前者，给予无情的揭露和鞭笞；他肯定后者，给了他们以满腔热情的歌颂和热情洋溢的艺术描写。整个长篇成功地把大规模的战争场景和多方面的和平生活有机结合在一起，借助于庞大、严密、多线条交错的结构，提供了19世纪头20年纵横俄国城乡的广阔社会生活画面。塑造了丰富多采的人物群相。其中一些主要人物的形象，通过作者独到的心理分析，格外鲜明生动，具有强烈的艺术感染力。小说美化宗法制贵族庄园，把象卡拉泰耶夫那样无争无求、逆来顺受、听天由命的农民当成最高道德理想的化身，散布宿命论以及“勿以暴力抗恶”的宗教观点，这一切当然都是错误的。
1873～1877年，托尔斯泰经过12次精心修改，完成了他第二部里程碑式的长篇巨著《安娜·卡列尼娜》。它取材于19世纪60年代的俄国现实生活。故事情节由两条平行而相互密切联系的线索构成：一条是安娜——卡列宁——渥伦斯基的爱情、婚姻和家庭变迁；另一条是列文——吉提的人生和精神探索经历。通过第一条线索，作者极为深刻地揭露以政府要员卡列宁为首的上层贵族和大资产阶级组成的上流社会的罪恶；正是这个上流社会的虚伪、冷酷和腐败，造成追求个性解放和爱情自由的女主人公安娜最后卧轨自杀的悲剧。在另一条线索的开展中，作者主要通过列文的形象表达了自己复杂的、自相矛盾的社会道德观点。列文是个力图保住宗法制经济的庄园贵族，在资本主义势力的猛烈袭击面前，他惶恐不安，于是一边进行道德上的“自我修养”，一边积极改革庄园经营管理，企图找到一条使地主和农民“共同富裕”的道路。这种调和主义改革的失败，使他悲观失望，甚至到了“濒于自杀”的境地。最后作者让他皈依宗教，在一个宗法制老农身上领悟到了人生的意义：“为上帝，为灵魂活着。”同《战争与和平》相比，《安娜·卡列尼娜》对俄国黑暗现实的暴露和批判，更为猛烈、深刻，在艺术上情节结构更为集中、严密，对人物复杂心理过程的镂刻更加精细入微，文体风格方面继续保持过去创作中平稳而富有诗意的叙述，同时更多采用了讽刺和对比手法。但是在这部小说中，作者的唯心主义历史观，对邪恶的不抵抗主义，也明显地增强了。
写完《安娜·卡列尼娜》后，托尔斯泰为照顾子女们上学从1881年迁居莫斯科，直到1901年一场大病痊愈后，才又回到亚斯纳亚·波利亚纳居住。他在莫斯科生活的80、90年代是俄国社会各种矛盾空前激化的时期。一方面是资本主义迅猛发展，封建农奴制进一步瓦解，另一方面是人民革命斗争的日益高涨。这期间，作家积极参加救济灾民的活动，参加莫斯科贫民区人口调查，访问监狱、法庭、教会、修道院等，还加紧对哲学、宗教、道德、伦理等问题的深入研究。所有这一切，最终促成他的世界观由贵族地主向宗法制农民的转变。他辞去县贵族氏的职务，拒绝担任法庭陪审员，从事体力劳动，力图按照农民的方式生活，决心和本阶级决裂。这个原来拥有数处庄园和300多农奴的伯爵，成了俄国资产阶级民主革命中“千百万农民反抗和绝望”的表现者。他后期的一些主要作品，如剧本《黑暗的势力》（1886）、中篇小说《伊凡·伊里奇之死》（1886）和《哈泽·穆拉特》（1886～1904）、短篇小说《舞会之后》（1903）等，特别是长篇杰作《复活》（1898～1899），都生动地表现了这一点。
《复活》是托尔斯泰最后一部长篇小说，也是他长期思想艺术探索的总结。降生在牛棚里、三岁时母亲死后便成了地主的“半养女，半家奴”的玛丝洛娃，刚长大成人就遭贵族少爷践踏遗弃，沦为娼妓，最后蒙冤入狱并被流放到西伯利亚服苦役。自私堕落的贵族地主聂赫留朵夫后来在法庭上同她相遇，看出受审的正是曾被自己奸污的女人，忽然“良心发现”，开始了“灵魂大扫除”，为救玛丝洛娃出火坑而奔走，在一切