Sus primeras composiciones datan del 1900, siendo estas pastiches al estilo de Mozart (1905 Cuartetos para piano).
Tras ganar varios premios más sobre su trabajo, Toch sirvió 4 años en el Frente Italiano durante la Primera Guerra Mundial.
Cuando terminó la Primera Guerra Mundial, volvió a Mannheim para componer, desarrollando así un nuevo estilo de polifonía.
Sin embargo, sólo pudo subsistir económicamente en California mediante la composición de música para Hollywood.
Su música para una escena de persecución en la película sobre Heidi, protagonizada por Shirley Temple en 1937, es recordada como su mejor banda sonora.
También escribió libros sobre teoría musical: Melodielehre (1923) y The Shaping Forces in Music (1948).