Почти три года Толстой прожил в казачьей станице на берегу Терека, выезжая в Кизляр, Тифлис, Владикавказ и участвуя в военных действиях на добровольческих началах. Вскоре он решил поступить на военную службу, но не хватало каких-то бумаг (граф всю жизнь отличался крайним пренебрежением к документам), их пришлось добывать, а тем временем Толстой прожил около 5 месяцев в полном уединении в Пятигорске. Значительную часть времени он проводил на охоте, в обществе казака Епишки, фигурирующего в «Казаках» под именем Ерошки.
Осенью 1851 года Толстой, сдав в Тифлисе экзамен, поступил юнкером в 4-ю батарею 20-й артиллерийской бригады, стоявшей в казацкой станице Старогладове, на берегу Терека, под Кизляром.
Кавказская природа и патриархальная простота казачьей жизни, поразившая Толстого по контрасту с бытом дворянского круга, дали материал для автобиографической повести «Казаки» (1852–1863), отразились в рассказах «Набег» (1853), «Рубка леса» (1855), в поздней повести «Хаджи-Мурат» (1896–1904, опубликована в 1912). Вернувшись в Россию, он записал в дневнике, что полюбил этот «край дикий, в котором так странно и поэтически соединяются две самые противоположные вещи: война и свобода».
В станице Толстой начал писать художественную прозу, и в 1852 году отослал в редакцию «Современника» первую часть автобиографической трилогии «Детство». Интересно, что среди многочисленных биографических фактов нет никаких данных, указывающих на то, что Толстой раньше пробовал себя в литературе. Сравнительно позднее начало творческой деятельности очень характерно для писателя: он никогда не был профессиональным литератором. Писательские интересы всегда стояли у Толстого на втором плане: он писал, когда назревала потребность высказаться. В остальное время Лев Николаевич был светским человеком, офицером, помещиком, педагогом, мировым посредником, проповедником, учителем жизни и т. д. Он никогда не принимал близко к сердцу интересы литературных партий, неохотно беседовал о литературе, предпочитая разговоры о вопросах веры, морали, общественных отношениях.
Повесть «Детство» Толстой отправил в «Современник» инкогнито (она была напечатана в 1852 под инициалами Л. Н. Т. и вместе с позднейшими повестями «Отрочество», 1852–1854, и «Юность», 1855–1857, составила автобиографическую трилогию). Дебют принес Толстому настоящее признание. Автора сразу причислили к корифеям молодой литературной школы, наряду с прославленными Тургеневым, Гончаровым, Островским.
Автор «Детства» провел на Кавказе два года, участвуя во многих стычках и подвергаясь всем опасностям боевой жизни. Он был даже представлен к Георгиевскому кресту, но из-за путаницы в документах так и не получил этот орден, чем был очень огорчен.
Когда в конце 1853 года вспыхнула Крымская война, Толстой перевелся в Дунайскую армию, получил назначение в Бухарест, но штабная жизнь вскоре наскучила ему. Он перевелся в Крымскую армию, в осажденный Севастополь, где командовал батареей 4-го бастиона, проявив редкую личную храбрость (награжден орденом св. Анны и медалями).
В Севастополе Толстой был с ноября 1854 года по конец августа 1855 года. Несмотря на все ужасы осады, Лев Николаевич написал в это время рассказ из кавказской жизни «Рубка леса» и первый из трех «Севастопольских рассказов»: «Севастополь в декабре 1854 г.», который отправил в «Современник». Рассказ произвел потрясающее впечатление картиной ужасов, выпавших на долю защитников Севастополя (его прочитал даже Александр II).
Первые произведения Толстого поразили литературных критиков смелостью психологического анализа. Некоторые идеи, появившиеся в эти годы, позволяют угадывать в молодом артиллерийском офицере позднего Толстого-проповедника: он мечтал стать основателем «новой религии, соответствующей развитию человечества, религии Христа, но очищенной от веры и таинственности, религии практической, не обещающей будущее блаженство, но дающей блаженство на земле».
Толстому было двадцать семь лет, когда он писал эти строки. Он, можно сказать, начал и закончил свою жизнь с одним желанием – стать мессией, быть избранным для осуществления некой высшей задачи. К тому моменту в его дневнике уже была запись: «Есть во мне что-то, что заставляет меня верить, что я рожден не для того, чтобы быть таким, как все».
Толстой пользовался репутацией храброго офицера и имел все шансы сделать хорошую карьеру, но сам себе все «испортил», написав сатирическую песенку, на манер солдатских, об одном неудачном сражении. Песенка, задевавшая многих важных генералов, имела огромный успех и, конечно, повредила автору.
После сдачи Севастополя Толстого отправили курьером в Петербург (там он написал «Севастополь в мае 1855 г.» и «Севастополь в августе 1855 г.»). Он приехал, окруженный двойным ореолом, – героя, вышедшего из ада осажденного города, и восходящего литературного светила первой величины. «Севастопольские рассказы» окончательно укрепили его известность как одной из главных «надежд» нового литературного поколения.