Образование получил в Шляхетном сухопутном кадетском корпусе. Пройдя по ступеням армейской иерархической лестницы, русско-турецкую войну 1768-1774 гг. окончил в звании бригадира.

Вскоре после издания Учреждений для управления губерний (1775) был привлечен к административной деятельности, получив назначение поручиком (помощником) к правителю Тверского наместничества. Следующей ступенью карьеры была должность олонецкого и архангельского, затем подольского и волынского генерал-губернатора. В годы правления императора Павла I впал в немилость, подвергся аресту по ложному доносу и в течение полутора лет отбывал наказание в Петербургской крепости.

В Москву прибыл в 1806 г. в звании полного генерала. По инициативе главного начальника, в 1808 г. был составлен полный нивелирный план столицы с тем, чтобы ее натуральное местоположение самовернейшим образом показать. По просьбе министра коммерции Н.П. Румянцева, осенью 1806 г. главноначальствующий принял меры по пресечению заповедной торговли в Москве. На заставах были выставлены караулы, препятствовавшие проникновению в город запрещенных товаров. Отдавая дань благотворительности, Т.И. Тутолмин поддержал инициативу Приказа общественного призрения об устройстве Сиротского дома для содержания дворянских, офицерских, приходно-служительских, купеческих и мещанских, оставшихся после родителей малолетних обоего пола детей без всякого состояния и призрения . 1 августа 1808 г. это заведение открыло свои двери. Кроме того, решались и повседневные, бытовые вопросы, например, принимались меры к упорядочению розничной продажи соли.

В августе 1809 г. уволен от службы по прошению. Переехал на жительство в С.-Петербург, где участвовал в работах по учреждению Государственного совета.

Погребен в Троицком соборе Успенского монастыря г. Старицы.