Родители принимали самое деятельное участие в воспитании. Софья Андреевна сама учила их русской грамоте, французскому и немецкому языкам, танцам. Лев Николаевич преподавал математику. Позднее, когда старшему сыну нужно было начать изучение греческого языка, а подходящего учителя не было, Толстой бросил все свои дела и с обычным увлечением принялся за греков. Не зная даже алфавита, он быстро преодолел все трудности и через шесть недель свободно читал Ксенофонта и даже Гомера. Об уроках отца третий сын его (Илья) вспоминает так: «Арифметике меня учил сам папа. Я слышал раньше, как он учил Сережу и Таню, и я очень боялся этих уроков, потому что иногда Сережа не понимал чего-нибудь, и папа говорил ему, что он нарочно не хочет понять. Тогда у Сережи делались странные глаза, и он плакал. Иногда я тоже чего-нибудь не понимал, и он сердился и на меня. С начала урока он всегда был добрый и даже шутил, а потом, когда делалось трудно, он начинал объяснять, а мне становилось страшно, и я ничего не понимал».
Особенное внимание обращено было на физическое развитие, на гимнастику и на всякие упражнения, развивающие смелость и самодеятельность. Отец сам учил детей плавать, тренировал их в верховой езде во время долгих прогулок и на охоте, зимой устраивал с ними каток на пруду и ледяные горы, катался на коньках и одно время каждый день собирал детей в аллею, где была устроена гимнастика, и заставлял по очереди делать трудные упражнения на параллелях, трапеции и кольцах. В прыганье, беге, гимнастике Лев Николаевич не знал соперников и проделывал все это с необыкновенным увлечением, которым заражал не только детей, но и всех присутствовавших. То же увлечение вносил он в крокет и в лаун-теннис, которые процветали в Ясной Поляне. Вечером Лев Николаевич собирал вокруг себя детей и читал им. Наибольший успех имели романы Жюля Верна. Когда книги были без иллюстраций, Толстой находил время сам делать к ним рисунки и демонстрировал их детям во время чтения.
Вообще, в первые пятнадцать лет семейной жизни Толстой отдавал много сил и дум воспитанию детей. Он вносил в их жизнь массу юмора и жизнерадостного веселья. Он умел оживить всех и переломить сумрачные настроения. Одним из средств для этого являлся часто применявшийся «бег нумидийской конницы». Бывало, сидят все в зале после отъезда скучных гостей, ссоры, детских слез, недоразумения. Все притихли. И вдруг Лев Николаевич срывается со стула, поднимает одну руку кверху и, помахивая кистью ее над головой, стремглав бежит галопом вприпрыжку вокруг стола. Все летят за ним, в точности повторяя его движения. Обежав вокруг комнаты несколько раз и запыхавшись, все садятся на свои места — уже совсем в другом настроении. Все оживлены и веселы, ссоры, скука и слезы забыты…
По представлению детей, мама была первым человеком в доме, от нее зависело все. Она заказывала повару обед, отпускала ребят гулять, шила детское платье и белье; она всегда кормила грудью какого-нибудь маленького и целый день торопливыми шагами бегала по дому. С ней можно было капризничать, хотя иногда она бывала сердита и наказывала.
С папа капризничать не полагалось. Когда он смотрел в глаза, то знал все, и потому лгать ему было невозможно. И ему никто никогда не лгал. Папа никогда никого не наказывал и почти никогда не заставлял детей что-нибудь делать, а выходило всегда так, что все, как будто по своему собственному желанию и почину, делали все так, как он этого хотел.
«Мама часто бранила нас и наказывала, — рассказывает Илья Львович, — а он, когда ему нужно было заставить нас что-нибудь сделать, только пристально взглядывал в глаза, и его взгляд был понятен и действовал сильнее всякого приказания. Вот разница между воспитанием отца и матери: бывало, понадобится на что-нибудь двугривенный. Если идти к мама, она начнет подробно расспрашивать, на что нужны деньги, наговорит кучу упреков и иногда откажет. Если пойти к папа, он ничего не спросит, — только посмотрит в глаза и скажет: «возьми на столе». И, как бы ни был нужен этот двугривенный, я никогда не ходил за ним к отцу, а всегда предпочитал выпрашивать его у матери. Громадная сила отца, как воспитателя, заключалась в том, что от него, как от своей совести, прятаться было нельзя».