Вадим Толстопятов родился в селе Духовка близ Тамбова. Выступает за Тамбовскую область.
Чемпион Европы среди юношей (2000). На молодёжном чемпионате мира 2002 года был бронзовым призёром на короткой дистанции и серебряным призёром - в эстафете.
Серебряный призер зимнего чемпионата мира (2007), победитель летнего первенства Европы (2007), неоднократный чемпион России по спортивному ориентированию на лыжах и бегом.
Закончил Тамбовский государственный университет.