Поезд «Лев Толстой» имеет в своем составе 15-17 вагонов: 8 купейных, 5 СВ, 1-2 бизнес-класса, вагон-гараж (по заказу) и вагон-ресторан. В случае отправления из Москвы нумерация вагонов осуществляется с головы поезда, из Хельсинки и Выборга – с хвоста.
«Лев Толстой» курсирует ежедневно за исключением 31 декабря. Отправление осуществляется от Ленинградского вокзала (Москва). Путь следования состава лежит через Тверь, Санкт-Петербург, Выборг, Коуволу и Тиккурилу.
До Выборга движение поезда осуществляется посредством тяговых электровозов ЭП20, ЧС200 или ЧС6. Участок между Выборгом и Вайниккалой представляет собой нейтральную вставку необходимую для перехода с постоянного тока (со стороны РФ) на переменный ток (со стороны Финляндии). Поэтому на этих станциях происходит смена локомотива. Состав на данном отрезке пути ведет двухсистемный электровоз или тепловоз.
Эксплуатирует поезд дочернее предприятие ОАО «РЖД» — Федеральная пассажирская компания (ФПК).