נולד בעיירה שצ'דרין, רוסיה הלבנה.  אביו היה מסגר.

למד בבית ספר מקצועי ובבית ספר לאומנויות, אך בשל מצבה הכלכלי הקשה של משפחתו נאלץ להפסיק את לימודיו. טולקאצ'ב התקבל כשוליה בסדנה של צייר שלטים ולאחר מכן הצטרף לקואופרטיב ציירים.

היה בין המצטרפים הראשונים לקומסומול (תנועת הנוער הקומוניסטי) ולקח חלק פעיל במחתרת המהפכנית בקייב. נסע להשתלם במוסקבה אצל האמנים אוסמרקין וקונצ'אלובסקי.

חזר לקייב והתמנה כאחראי לחינוך פוליטי בקומסומול במחוזות פדולסק ושולב.  בתקופה זו הוא צייר ציורי קיר למועדוני הנוער באזורים אלו.

התקבל כחבר במפלגה הקומוניסטית.

נשלח ללמוד במכון הקומוניסטי בחרקוב.

שירת בצבא האדום בחיל התותחנים.

למד במכון לאמנויות היפות בקייב.

תערוכה מיצירותיו על מות לנין, "האבל הגדול", הוצגה בקייב ובמוסקבה.

שקד על איור ספרים בניהם ספריהם של גורקי ושלום-עליכם ומציג את סדרת "העיירה" בשנת 1939.

מונה לפרופסור מן המניין במכון לאמנויות היפות בקייב.

שירת בצבא האדום ובתקופה זו הוא ממשיך לעסוק באמנות מטעם השלטונות.

כצייר רשמי מטעם הצבא האדום הוא מצטרף לכוחות הסובייטים במיידנק זמן קצר לאחר שחרור המחנה (1944) ומייד לאחר מכן מצטרף לכוחות המשחררים את מחנה אושוויץ (1945). בתקופה הזו הוא מצייר את הסדרות "מיידנק","אושוויץ" ו"פרחי אושוויץ".

סדרת "מיידנק" ו"פרחי אושוויץ" הוצאו לאור כאלבומים. סדרות אלו הוצגו בתערוכות רבות ברחבי פולין בערים לובלין, ז'שוב, קרקוב, קאטוביצה, לודז' וורשה והן זכו להד ציבורי רחב. ממשלת פולין בחרה לשלוח אלבומים אלה לראשי המעצמות של בנות הברית, לשרים ולמפקדי הצבא.

יחס השלטונות כלפי טולקאצ’ב השתנה.  הוא כונה על ידם "התגלמות הלאומיות הבורגנית והקוסמופוליטיות התלושה", היוצר יצירות בעלות תוכן "ציוני-דתי" ועל כן  הנן פגומות.

שקד על ציורי דיוקנאות של סופרים אוקראינים, ואיור ספרים. בשנת 1961-1963 חזר טולקאצ'ב להתמקד ביצירותיו בנושא מחנות ההשמד.

יצא לאור בקייב האלבום "אושוויץ".

הלך לעולמו בקייב.