Он начинает писать автобиографическую повесть «Детство». Повесть он заканчивает уже на Кавказе, куда перебрался в 1851 году к брату Николаю, который проходил там службу. Вскоре он и сам решил поступить на военную службу, но явились препятствия в виде отсутствия нужных бумаг, которые трудно было добыть, и Толстой прожил около пяти месяцев в полном уединении в Пятигорске. Осенью 1851 года Толстой, сдав в Тифлисе экзамен, поступил юнкером в 4-ю батарею 20-й артиллерийской бригады, стоявшей в казацкой станице Старогладковской, на берегу Терека, под Кизляром. Позднее жизнь казацкой станицы и свои чувства и переживания тех времен Толстой изобразил в «Казаках». В глухой станице Толстой обрел «лучшую часть самого себя»: он продолжал писать, а в 1852 году отослал в редакцию «Современника» первую часть автобиографической трилогии – «Детство», и вскоре получил от Некрасова ответ, что повесть будет напечатана, написав также, что у Толстого есть определенный литературный талант. «Детство» было высоко оценено и Тургеневым, который, прочитав повесть, сказал, что ее автор «далеко пойдет». В 1854 году в том же «Современнике» появилась и вторая часть трилогии – «Отрочество», и в это время Лев Николаевич продолжал работать над последней повестью трилогии – «Юность», которую закончил в 1857 году.
В 1853 году, когда началась война с Турцией, Толстой стал ходатайствовать о переводе его в действующую армию. Он добился отправки в Румынию, где находился полгода. Об этом времени Толстой говорит, что «и воевать не воевал, и писать не писал». А с началом Крымской войны он подает рапорт с просьбой о переводе в Севастополь. В ноябре 1854 года он прибывает в город и до самого конца войны участвует в его обороне в качестве офицера артиллерии. Все ужасы, лишения и страдания, выпавшие на долю защитников Севастополя, перенес и Толстой. Он долго жил на страшном 4-м бастионе, командовал батареей в сражении при Черной, был при адской бомбардировке во время штурма Малахова кургана. Участие в обороне города дало Толстому богатые наблюдения, которые затем были им использованы при написании «Севастопольских рассказах», появившихся в «Современнике» в 1855—1856 годах. Рассказы пользовались огромным успехом, а давая оценку творчеству Толстого, Писемский в восхищении сказал: «Этот офицеришка нас всех заклюет, хоть бросай перо». Правда, цензурный комитет во главе с Мусиным-Пушкиным нашел в ряде рассказов «насмешки над нашими храбрыми офицерами», и Льву Николаевичу пришлось второй и третий рассказы несколько переделать, чтобы их опубликовать.
