Нехватка владевших иностранными языками людей заставила Петра переместить Толстого на дипломатическое поприще. Его направили на важный и опасный пост русского посла в Стамбуле. Толстому пришлось познакомиться с местными обычаями. Когда Турция вступила в войну с Россией, его на три года бросили в темницу Семибашенного замка. Стойкость и способности Толстого обеспечили ему расположение царя, которое тот выражал в своеобразной форме. Как-то на пиру Петр поцеловал его в голову и добавил: «Голова, голова, кабы ты не была так умна, я давно бы отрубить тебя велел».
Толстой уговорил царевича Алексея вернуться в Россию, заверяя, что гарантирует ему полное прощение. На родине от царевича поспешно добились отречения, а потом отдали в руки Тайной розыскных дел канцелярии.
Историк В.И. Веретенников полагал, что ядром канцелярии стал небольшой штат помощников Толстого, занимавшихся тем же, что и розыскные органы под руководством гвардейских офицеров. Обстоятельства сложились так, что Толстой занялся наиболее важным политическим делом. «Тайная розыскных дел канцелярия, – писал В.И. Веретенников, – явилась в 1718 г., образовалась из канцелярии ведения Толстого, вероятно находившейся в довольно зачаточном состоянии, когда царевичев розыск, попавший в руки Толстого, превратил эту едва оформившуюся канцелярию в самую могучую из розыскных канцелярий “ведения”, сгруппировав в ней столь сильных своим положением асессоров, каковы были Бутурлин, Ушаков, отчасти Г.Г. Скорняков-Писарев».
Дело царевича Алексея приняло широкий размах. Было привлечено несколько десятков человек, сочувствовавших царевичу. Несомненно, настроения, господствовавшие в окружении Алексея, отражали недовольство реформами Петра Великого со стороны широких слоев населения. Ростовский епископ Досифей, попавший под следствие, нашел мужество бросить в лицо церковным иерархам перед своим колесованием: «Только я один в сем деле попался… Посмотрите, и у всех что на сердцах? Извольте пустить уши в народ, что в народе говорят».
Однако Тайная канцелярия добилась очень шатких доказательств измены царевича Алексея. С 19 по 24 июня 1718 г. царевича шесть раз пытали в каземате Петропавловской крепости. Например, 19 июня его пытали дважды: с полудня до часа и с шести до девяти часов вечера. Но записанные Толстым показания имеют сослагательное наклонение. Царевич сознавался в том, что