Толстых был избран президентом РФС в сентябре 2012 года на четырехлетний срок. Вотум недоверия главе организации был выдвинут на апрельском исполкоме.
Николай Александрович Толстых родился 30 января 1956 года в Москве. С детства увлекался футболом, играл в дворовых командах. В 1966-1967 годах играл в составе детской команды Дворца пионеров на Ленинских горах. В 1968-1973 годах тренировался и играл в ДЮСШ по футболу московского "Динамо". С 1974 года выступал за молодежные и дублирующие команды "Динамо" (Москва).
В 1977-1983 годах — футболист "Динамо" (Москва). Играл на позиции защитника и полузащитника. Провел 126 матчей в чемпионате СССР (забил шесть голов), 13 матчей в Кубке СССР, пять матчей в еврокубках. Финалист Кубка СССР (1979). В 1983 году из-за травмы завершил спортивную карьеру.
В 1977 году окончил Государственный центральный ордена Ленина институт физической культуры (ныне — Российский государственный университет физической культуры, спорта, молодежи и туризма).
В 1984-1986 годах — начальник отдела футбола и хоккея Московского городского совета (МГС) "Динамо". В 1987-1989 годах — начальник команды "Динамо". С июня 1989 года по март 1990 года — инструктор отдела футбола и хоккея МГС "Динамо". С декабря 1991 года по декабрь 2001 года — президент, генеральный директор ФК "Динамо" (Москва).
С 1992 года по 2012 год — вице-президент, член исполкома Российского футбольного союза. С 1992 года по август 2011-го — президент Профессиональной футбольной лиги.
Член комитета УЕФА по нелюбительскому (ныне профессиональному) футболу (1994-1997, 2000-2004).
С 17 августа 2011 года — заместитель исполнительного директора Олимпийского комитета России. С 29 сентября 2011 года по 25 декабря 2012 года — исполнительный директор Олимпийского комитета России.
23 июля 2012 года Детская футбольная лига и Костромская федерация футбола выдвинули кандидатуру Николая Толстых на пост президента Российского футбольного союза. 3 сентября 2012 года он был избран на пост президента РФС, победив во втором туре голосования на внеочередной конференции организации. Срок действия полномочий Толстых на этом посту истекал в сентябре 2016 года.
В конце апреля "Новая газета" опубликовала 30-страничный контракт РФС и главного тренера сборной России по футболу Фабио Капелло. В нем, в частности, говорится, что ежегодная зарплата тренера с 26 июля 2014 года составляет 7 миллионов евро, а за победу на чемпионате мира 2018 года Капелло получит премии в общей сложности на 9 миллионов евро.
На заседании исполкома РФС 29 апреля был объявлен вотум недоверия президенту РФС Толстых и принято решение о внесении в повестку конференции организации вопроса об отставке Толстых.
Николай Толстых награжден медалью ордена "За заслуги перед Отечеством" II степени (1997), Орденом Почета (2007).