Никольское-Вяземское, родовое имение семьи Толстых, принадлежало предкам писателя по отцовской линии. Оно находится южнее Ясной Поляны, в Чернском районе, на границе с Орловской областью, у реки Чернь. По легенде, в реке нашли икону Николая Чудотворца, и село назвали Никольским.

Позже к названию добавили "Вяземское", так как первым владельцем был князь Федор Вяземский. С 1747 года Никольское принадлежало прадеду Л. Н. Толстого, князю Николаю Ивановичу Горчакову, отставному секунд-майору. Когда его дочь Пелагея вышла замуж за графа Илью Андреевича Толстого, в приданое ей дали имение Никольское-Вяземское.

После смерти И. А. Толстого в 1820 году имение перешло в Опекунский совет из-за долгов, но в 1824 году его выкупил отец писателя. Николай Ильич привел его в порядок и в 1836 году, в исполнение обета, данного на войне 1812 года, построил храм Успения Божьей Матери. В 1847 году земли были разделены между его детьми, и Никольское-Вяземское с деревней Плотицино, 317 крепостными и 920 десятинами земли достались старшему брату Льва Толстого Николаю Николаевичу. Окончив философский факультет Казанского университета, Николай поступил на военную службу. В 1846 году, получив звание прапорщика, он отправился на Кавказ. В 1858 году он вышел в отставку и поселился в Никольском-Вяземском в скромном бревенчатом флигеле. Частыми гостями в это время были И. С. Тургенев и А. А. Фет.

После смерти Н. Н. Толстого в 1860 году имение перешло к Льву Николаевичу, который разводил крупный рогатый скот, крымских и русских курдючных овец, а также пчел. Он также занимался посадкой яблонь и березовой рощи. В Никольское-Вяземское, богатое дичью и зверем, Толстой часто приезжал на охоту. В романе «Война и мир» охотники Ростовы, напоминающие семью Толстых, выезжают в имение Отрадное, которое схоже с Никольским. Сергей Львович Толстой, старший сын Л. Н. Толстого, вспоминал: «С детства Никольское производило на меня сильное впечатление: густые леса, овраги, холмистые поля, вековые тополя и сосна в яблоневом саду; река Чернь, мельница, виды на реку, лесные склоны, поля, села и церкви, большие камни на возвышенности, все это было ново и красиво».

7 июля 1892 года, после отказа Л. Н. Толстого от собственности, Никольское-Вяземское перешло Сергею Львовичу, который поступил на службу в земство Чернского уезда. При нем из Александровского хутора в усадьбу перенесли деревенский дом, ставший основой барского дома. В родовом гнезде С. Л. Толстой жил до лета 1918 года, когда Никольское разделило судьбу других сожженных и разрушенных усадеб. Сергею Львовичу пришлось покинуть имение и переехать в Москву.

С этого времени для бывшего имения Толстых наступил период забвения, который длился до 1983 года, когда Тульский машиностроительный завод взял Никольское-Вяземское в подсобное хозяйство. Через четыре года состоялось открытие восстановленного дома-музея. Были частично восстановлены храм Успения Божьей Матери, теннисный корт Толстого, а позднее создан культурно-туристический комплекс.

В 2000 году музей Л. Н. Толстого в Никольском-Вяземском стал филиалом музея-усадьбы «Ясная Поляна». В настоящее время здесь размещена экспозиция, посвященная истории рода Толстых в контексте истории России.