בראשית המאה העשרים חיו בטולוצ'ין כ-2,000 יהודים – שני שלישים מכלל תושביה. בימי השלטון הסובייטי עבדו יהודים כבעלי מלאכה וקצתם התארגנו בקואופרטיבים. בעקבות תהליכי עיור ותיעוש שחלו בין שתי מלחמות העולם עזבו יהודים רבים את טולוצ'ין, ובשלהי שנות השלושים נותרו בה כ-1,300 יהודים שהיו אז כ-20 אחוזים מאוכלוסייתה. בעיירה פעל בית ספר ביידיש.
ב-4 ביולי 1941 עזבו מקצת היהודים עקב הפצצות הגרמנים. טולוצ'ין נפלה בידיהם ב-8 ביולי 1941.
בספטמבר 1941 ציוו הגרמנים על כל יהודי טולוצ'ין לעבור לגטו ברובע עני של העיירה. לגטו הוקצו רחוב אחד וכמה סמטאות סמוכות שפונו מתושביהם. בגטו רוכזו גם יהודים מהעיירות הסמוכות קרוגלוייה (Krugloye), דרוצק (Drutsk) וסלובני (Sloveni). הגטו לא גודר, אך על היהודים נאסר לצאת מתחומו והופקדה עליו שמירה – בתחילה של שוטרים בלרוסים, ואחר כך של שוטרים אוקראינים, שהיו אכזריים יותר. היהודים נצטוו לשאת אות קלון עם מגן דוד צהוב. הם לא קיבלו כל אספקת מזון, וניזונו מגני ירק שנשארו בתחום הגטו וממזון שהצליחו לקנות בסחר חליפין מהאוכלוסייה בסביבה. היהודים העבירו מים לגטו מהנהר המקומי תחת השגחה של שוטרים. באוקטובר 1941 נתלו שבעה גברים יהודים שסירבו להשתתף בהובלת המים. בחורף 1941/42 מתו כ-150 מתושבי הגטו בגלל הקור והרעב ששררו בו.
גטו טולוצ'ין חוסל ב-13 במרס 1942, וכ-1,300 יהודים נרצחו סמוך לעיירה.
