Родился на жд. ст. Букреевка Курского уезда Курской губернии (ныне Курский р-н Курской области) в семье железнодорожника.
В 1937 г. поступил в Московский институт журналистики.
С января 1938 г. работает в газете "Правда" — литературный сотрудник.
В 1941-1944 гг. военный корреспондент "Правды" на фронтах: Калининском, Северо-Западном, Брянском, 4-м Украинском, 2-м Белорусском.
В 1946 г. окончил Высшую партийную школу при ЦК ВКП(б).
В 1946-1947 гг. и 1951-1957 гг. работал в газете "Правда" — специальным корреспондентом, заместителем редактора и редактором отдела.
В 1947-1951 гг. — заместитель ответственного секретаря, заведующий отделом редакции в газете "За прочный мир, за народную демократию!".
В 1957-1965 гг. — сотрудник аппарата ЦК КПСС.
С 1960 г. — заместитель, первый заместитель заведующего Отделом ЦК КПСС по связям с коммунистическими и рабочими партиями социалистических стран Ю. В. Андропова.
С 18 октября 1965 г. по 2 февраля 1975 г. — главный редактор газеты "Известия". Газета стала весьма авторитетным изданием в СССР, её тираж достиг 8 млн. экземпляров.
С 1966 г. — кандидат в члены ЦК КПСС.
В 1976-1983 гг. — председатель правления Агентства печати "Новости", член ЦК КПСС. Одно время вёл популярную телевизионную передачу "Международная панорама".
В 1979 г. защитил диссертацию «Мировое социалистическое содружество: основные тенденции формирования и развития...» на соискание учёной степени доктора исторических наук (кандидатская диссертация защищена в 1968), профессор (1980).
В 1983 г. Л.Н. Толкунов снова назначен главным редактором газеты "Известия". Для работы в газете привлёк известных тогда журналистов: А. Бовина (из аппарата ЦК КПСС), Е. Яковлева (журнал "Журналист"), Л. Карпинского (г. "Правда"), В. Надеина (ж."Крокодил") и др.
С апреля 1984 г. — Председатель Совета Союза, Верховного Совета СССР.
Л.Н. Толкунов был депутатом Верховного Совета СССР 7-11 созывов.
С мая 1988 г. на пенсии.
Скончался в Москве. Похоронен на Новодевичьем кладбище.
Л.Н. Толкунов — автор книги "Записки военного корреспондента".
Награды: два ордена Ленина, орден Октябрьской Революции, орден Отечественной войны 1-й степени, три ордена Трудового Красного Знамени, орден Дружбы народов, орден Красной Звезды, медали.
В 2002 г. в Москве издана книга воспоминаний о Л.Н. Толкунове, "Дважды главный", написанная 40 журналистами, работавшими в газете "Известия".
Ист:
Большая советская энциклопедия. Сост. Т. Толкунова. "Дважды Главный". Изд. Русская книга.