После окончания военного училища до поступления в ВВИА Евгений Федорович Толстов служил в строевых частях. Дальнейший жизненный путь Е. Ф. Толстова в основном связан с академией. Окончив с золотой медалью ВВИА, был оставлен в адъюнктуре по кафедре авиационной радиотехники и вычислительных систем. Защитив кандидатскую диссертацию, он проходил дальнейшую службу в академии на должностях старшего научного сотрудника, начальника НИЛ, старшего преподавателя, а с 1987 г. — начальника кафедры радиоэлектронной разведки.

К основным направлениям научной деятельности Е. Ф. Толстова относятся: разработка методов компенсации траекторных нестабильностей для цифровых РСА; разработка алгоритмов цифровой обработки сигналов РСА переднебокового обзора; разработка и исследование алгоритмов цифровой обработки сигналов РСА на маневрирующих летательных аппаратах с адаптацией быстрых алгоритмов обработки сигналов РСА.

До 1996 г. руководил группой российских экспертов в рамках международ ного Договора по открытому небу.

После увольнения из Вооруженных Сил продолжал активную деятельность в качестве профессора кафедры (до 2002 г.) и члена диссертационного совета академии по защите докторских и кандидатских диссертаций.

Автор около 250 научных трудов, в числе которых 3 учебника, 5 монографии, 2 авторских свидетельства на изобретения, многочисленные научные статьи и учебные пособия. В 1988 г. вышла первая в своем роде монография «Радиолокационные станции с цифровым синтезированием апертуры антенны», написанная Е. Ф. Толстовым и его учениками.

Профессором Е. Ф. Толстовым подготовлено 2 доктора наук и более 20 кандидатов технических наук.

Награжден орденом «За службу Родине в Вооруженных Силах СССР» 3 степени и медалями.