Известно, что с конца 1810 по начало 1820 гг. Барон руководил сбором материалов по истории Отечественной войны 1812 года.
16 (29) марта 1823 года Барон Карл Вильгельм фон Толь Высочайше назначен был главным начальником корпусов колонновожатых и топографов.
22 апреля (5 мая) 1823 года Карл Вильгельм фон Толь Высочайше пожалован был чином генерал-адъютанта, а шестого (19) апреля 1824 года Высочайше назначен начальником Главного штаба 1-й армии при главнокомандующем – генерале от инфантерии Князе и Андреевском кавалере Фабиане Вильгельмовиче фон Остен-Сакен (1752-1837), будущем генерал-фельдмаршале.
Барон Карл Вильгельм фон Толь принимал активное участие в решительном подавлении бунта декабристов на Сенатской площади в Санкт-Петербурге и на юге России.
Генерал от инфантерии.
22 августа (4 сентября) 1826 года во время Священной Коронации Государя Императора Николая I Павловича (1796-1855) и Государыни Императрицы Александры I Феодоровны (1798-1860) Граф Карл Вильгельм фон Толь Высочайше пожалован был чином генерала от инфантерии.
В Русско-турецкую войну 1828-1829 гг.
В победоносной Русско-турецкой войне 1828-1829 гг. Барон Карл Вильгельм фон Толь девятого (22) февраля 1829 года Высочайше назначен был начальником Главного штаба 2-й армии при главнокомандующем Графе, генерал-адъютанте, генерал-фельдмаршале и Андреевском кавалере Иване Ивановиче Дибич-Забалканском (1785-1831). Распоряжения Барона фон Толь способствовали успешному окончанию войны.
В графское Российской Империи достоинство Барон Карл Вильгельм фон Толь Высочайше возведен был Государем Императором Николаем I Павловичем девятого (22) июня 1829 года за отличие в сражении при Шумле.
Вслед за высоким пожалованием 22 сентября (5 октября) 1829 года граф Высочайше назначен был шефом 20-го Егерского полка.
29 сентября (12 октября) 1829 года «…за успешное окончание Турецкой войны 1828-1829 годов» Граф Карл Вильгельм фон Толь Высочайше пожалован был орденом Святого великомученика Георгия Победоносца 2-го класса.
В Государственном совете.
С 13 (26) января 1830 года Граф Карл Вильгельм фон Толь Высочайше введен был в Государственный Совет Российской Империи (1721-1917).
В Польской кампании 1830-1831 гг.
Первого (14) декабря 1830 года Граф Высочайше назначен был начальником Главного Штаба действующей армии, а второго (15) апреля 1833 года Высочайше назначен шефом Нижегородского пехотного полка.
В 1831 году Граф героически участвовал в подавлении бунта в Царстве Польском под командованием генерал-фельдмаршала и Андреевского кавалера Ивана Ивановича Дибич-Забалканского.
В сражении под Гроховым Карл Вильгельм фон Толь много содействовал победе Российской Императорской Армии, однако ему не удалось склонить главнокомандующего к немедленному затем штурму пригорода Варшавы п. Прага.
По кончине 29 мая (11 июня) 1831 года главнокомандующего Высочайше назначен был временным главнокомандующим Российской Императорской Армией в Царстве Польском.
В июне 1831 года в армию назначен был главнокомандующим генерал-фельдмаршал, генерал-адъютант, Граф и Андреевский кавалер Иван Федорович Паскевич (1782-1856).
Во время штурма Варшавы, когда главнокомандующий Граф И. Ф. Паскевич был контужен, командование армией вновь перешло к Графу фон Толь, который незамедлительно ввел Русские войска в столицу Царства Польского.
В скором времени между Графом И. Ф. Паскевич и Графом фон Толь возникли разногласия, в результате чего последний оставил действующую армию.
Новое назначение.
В 1833 году Граф Высочайше назначен был первого (14) октября 1833 года Главноуправляющим департаментом путей сообщения и публичных зданий.
Высочайшая награда.
11 (24) сентября 1831 года Граф Карл Вильгельм фон Толь Высочайше пожалован был Императорскими орденом Святого Апостола Андрея Первозванного.
Седьмого (20) апреля 1835 года накануне своего 58-летия Граф Высочайше пожалован был бриллиантовыми знаками к ордену Святого Апостола Андрея Первозванного – высшим орденским отличием Российской Империи.
Всего же за службу Отечеству Граф Высочайше пожалован был российскими орденами: Святого равноапостольного Великого Князя Владимира 1-го класса, Святого благоверного Великого Князя Александра Невского с алмазами, Святого равноапостольного Великого Князя Владимира 2-го класса, Белого Орла, Святой Анны 1-го класса с алмазами, прусским орденом Красного Орла 1-й ст., австрийскими – Святого Леопольда 2-й степени и Военный императрицы Марии Терезии 4-й степени, а так же орденом королевства Вюртемберг «Военных заслуг» и русскими знаками – «за Военное Достоинство» 1-й степени и «за XXXV лет беспорочной службы» и шпагой «За храбрость» с алмазами.
Последние годы.
В декабре 1836 года Граф и кавалер Карл Вильгельм фон Толь избран был почетным членом Императорской Санкт-Петербургской Академии наук.
По отзывам современников, Граф отличался блестящими и разнообразными способностями, будучи развитой и образованной личностью, ученым, с характером твердым и благородным.
Будучи горяч и храбр, Граф умел себя сдерживать и в бою «был холоден, как лед». Бескорыстный и скромный, Граф пользовался большим и всеобщим расположением.
Семья и потомки.
От союза, заключенного в 1814 году с Ольгой Густавовной Штандман (1796-?), дочерью генерала от инфантерии Г. Г. Штрандмана на свет Божий появилось восемь детей:
- Графа Александра Карловича фон Толь (1816-?),
- Графа Константина Карловича фон Толь (1817-1884),
- Граф Николая Карловича фон Толь (1819-?), Свиты Его Императорского Величества, генерал-майора,
- Графа Карла Карловича фон Толь (1834-1893), гофмейстера, дипломата, в 1885-1893 гг. посленника в Королевстве Дания,
- Графиня Елизавета Карловна фон Толь,
- Графиня Александра Карловна фон Толь,
- Графиня Елена Карловна фон Толь.