Был произведён 24 апреля 1743 года в полковники артиллерии, в 1755 году — в генерал-поручики. С 25 декабря 1755 года был назначен командовать артиллерией[1].
Новатор артиллерии М. В. Данилов, обойдённый по интригам Толстого обещанным ему императрицей чином, вспоминал:
Командующий тогда артиллерией генерал Матвей Андреевич Толстой, человек величавый и гордый, и своё знание, как артиллерийское, так и фейерверочное, выше всех почитая, не хотел и слышать, чтоб кто-либо уподобился его знанию.
Толстой получил ранение в сражении под Гросс-Егерсдорфом 19 августа 1757 года. 28 апреля 1758 года при увольнении со службы произведен в генерал-аншефы.
По случаю коронации императрицы Екатерины II 22 сентября 1762 года награждён орденом Святого Александра Невского.
От брака (с 1742) с Анной Андреевной (1724—1769), дочерью генерал-адмирала А. И. Остермана, имел трёх сыновей-генералов и дочь: