Er besuchte 1868-1872 die Berliner Bauakademie und widmete sich der Mathematik und ihrer Anwendung auf den Wasser- und Brückenbau. 1895 ging Tolkmitt für ein Jahr nach Uruguay, wo er am Bau des Hafens von Montevideo und an der Regulierung des Rio Negro beteiligt war. Tolkmitt erwarb sich als anerkannter Fachmann Verdienste um die Entwicklung der Wasserstraßen in der Region Berlin - Brandenburg. Das gilt besonders für Oder, Spree und Havel. Über diese Bauten verfaßte er ab 1898 mehrere Publikationen. Vier Jahre, bevor er in Charlottenburg starb, wandte sich Tolkmitt 1899 gegen das private Projekt eines Großschiffahrtsweges zwischen Berlin und Stettin, der durch die Hauptstadt führen sollte. Aus ökologischen und Kostengründen empfahl er statt dessen den Ausbau der Hohensaaten-Spandauer Wasserstraße und ihres Kernstücks, des Finowkanals. Mit seinen fundierten Gutachten sicherte Tolkmitt den Erfolg der sogenannten westlichen Linie der Kanalführung und wurde damit auch zum Wegbereiter des Schiffshebewerks Niederfinow.