Участник Великой Отечественной войны с 22 июня 1941 года. В прежней должности воевал на Западном фронте, участник приграничного оборонительного сражения в Беларуси в 1941 году. Попав под мощный удар противника западнее Гродно в первые часы войны, дивизия была отброшена на рубеж реки Щара и при попытке организовать там оборону попала в окружение. К 29 июня дивизия как соединение перестала существовать, остатки её разрозненными группами долго выходили из окружения. С одной из таких групп вышел к своим и майор П. Толстиков.
С октября 1941 года — начальник оперативного отдела штаба 134-й стрелковой дивизии Западного фронта, участвовал в битве за Москву (дивизия с боями отходила от Вязьмы и Гжатска к Наро-Фоминску). С ноября 1941 года — старший помощник начальника оперативного отдела штаба 33-й армии Западного фронта, участвовал в Можайско-Малоярославецкой оборонительной операции и в контрнаступлении под Москвой. В ходе Ржевско-Вяземской наступательной операции армия прорвала немецкий фронт и вышла на ближние подступы к Вязьме, где попала в окружение. С 30 января по 20 апреля 1942 года майор Толстиков находился в окружении вместе с командующим армией генерал-лейтенантом М. Г. Ефремовым. После гибели командарма группе майора Толстикова вновь удалось прорваться к своим. Ещё будучи в окружении, по представлению командующего армией он был награждён орденом Красной Звезды, а уже в мае 1942 года назначен с повышением заместителем начальника штаба 33-й армии. Участвовал на этом посту в Ржевско-Вяземской наступательной операции 1943 года.
С марта 1943 года — начальник штаба 5-й гвардейской стрелковой дивизии 33-й армии (в мае дивизию передали в 11-ю гвардейскую армию) на Западном, Центральном, Брянском, 1-м Прибалтийском фронтах. Участник Курской битвы, Орловской, Брянской, Городокской наступательных операций.
С конца декабря 1943 года — начальник штаба 16-го гвардейского стрелкового корпуса, с которым участвовал в Витебской операции.
С 8 марта 1944 года и до Победы — командир 1-й гвардейской стрелковой Московской дивизии 11-й гвардейской армии 1-го Прибалтийского фронта. В конце мая дивизию в составе армии передали на 3-й Белорусский фронт, где она отлично действовала в ходе Белорусской стратегической наступательной операции (Витебско-Оршанская, Минская, Вильнюсская фронтовые операции). Там дивизия прорвала мощную немецкую оборону южнее Витебска и участвовала в его штурме, форсировала Березину и Днепр и участвовала в броске на Минск, ворвавшись в город первой из стрелковых соединений. Довелось Павлу Толстикову освобождать от оккупантов и свой родной Борисов. За эту операцию дивизия получила почётное наименование «Минская» и была награждена орденом Суворова, награждён этим орденом был и её командир. С конца июля по начало сентября полковник Толстиков находился в госпитале, после возвращения к командованию дивизией участвовал в Гумбиннен-Гольдапской наступательной операции.
Командир 1-й гвардейской стрелковой дивизии 11-й гвардейской армии 3-го Белорусского фронта гвардии генерал-майор П. Ф. Толстиков проявил особые отличия в Восточно-Прусской наступательной операции. Дивизия прорвала несколько оборонительных рубежей и укреплённых районов, овладела городами Альтенберг и Людвигсорт, участвовала в штурме Кёнигсберга. В конце апреля 1945 года дивизия участвовала в Земландской операции и в штурме города-крепости и военно-морской базы Пиллау.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 5 мая 1945 года гвардии генерал-майору Толстикову Павлу Фёдоровичу присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда». А 1-я гвардейская стрелковая дивизия под его командованием получила новые награды — орден Ленина и орден Кутузова 2-й степени.
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/Толстиков,_Павел_Фёдорович