Pályáját orvosként kezdte, a táplálkozástudomány és a járványok elleni harc területén ért el jelentős eredményeket, tíz évig tanszékvezető volt az orvosi egyetemen.

Emellett bölcsészeti tanulmányokat folytatott, és fiatalon szenvedélyesen harcolt a magyar nyelv modernizálásáért. A magyar tudományos szaknyelv egyik megalapítója.

Történészi és irodalomtörténészi munkássága úttörő volt az 1500-as évek elötti írásos dokumentumok feltárásában és rendszerezésében. Ő írta meg az első magyar irodalomtörténetet, amit külföldi kapcsolatait kihasználva is népszerűsített. (Családja német eredetű volt. Eredeti családneve is német: Schedel; a Toldy felvett név.) Számos tankönyvet és szöveggyűjteményt publikált, alapítója volt a Kisfaludy-társaságnak, amely a korabeli írók - köztük Petőfi és Arany - leghatékonyabb támogatója volt. Igazgatta az Egyetemi Könyvtárat, tagja volt az Akadémiának. Kiadója és méltatója volt írókortársainak, szervezőként átfogta az egész akkori magyar kultúrát.

A Kerepesi úti Nemzeti Sírkertben lévő síremlékét, amelyet a Kisfaludy-társaság állíttatott, iskolánk tanulói minden évben a diáknapok alkalmával megkoszorúzzák.

Toldy Ferenc fáradhatatlan, sokoldalú, a nemzeti elkötelezettséget és az európai látókört egyesítő munkálkodása ma is követendő példa lehet.

Korabeli tudósítás szerint "Toldy Ferenc nevét két okból kapta meg iskolánk: 1. mert a névadó, "a magyar irodalomtörténetírás atyja" itt született és lakott is az iskolával szemben levő házban [...]; 2. a hazai német eredető szülőktől származó névadónk épp úgy vált kiváló magyar emberré, mint a mi kezdetben német tannyelvű iskolánk is a németesítés eszközéből a budai környék megmagyarosítójává és a magyar kultúra fókuszává."