Kariera wojskowa i polityczna W czasie wojny z Chorezmem dowodził armią operującą na terenach Afganistanu i wschodniego Iranu. Zdobył m.in. Herat Po śmierci ojca w 1227 jako regent rządził całym Imperium. Później jednak w 1229 roku, uznał władzę wybranego przez kurułtaj (zgodnie z wolą Czyngis-chana) Ugedeja. Rządził terenami stanowiącymi pierwotne ziemie jego ojca – wschodnią Mongolią, oraz północnymi Chinami. Za rządów Ugedeja, był jednym z dowódców kampanii przeciwko Dżurdżenom.
Śmierć Umarł w 1232 roku. Według Tajnej historii Mongołów zmarł usiłując, zgodnie z zaleceniami szamanów, wziąć na siebie chorobę swego brata Ugedeja, i pijąc w tym celu truciznę. Autor podkreśla, że: Takie były prawdziwe okoliczności jego śmierci, zatem przypuszczalnie sprzeciwia się jakiejś innej, krążącej ówcześnie a jego zdaniem nieprawdziwej wersji. Niektórzy uczeni np. Stanisław Kałużyński uważają, że w rzeczywistości Tołuj zmarł wskutek nadużywania alkoholu, co autor kroniki próbował ukryć. Z drugiej strony autor tajnej historii nie ukrywał wad władców, w tym także pijaństwa, i nie wiadomo czemu miałby to robić akurat w tym wypadku. Pośmiertnie uznany Wielkim chanem przez Mongkego.