Ол 1923 жылы 13 сәуірде бұрынғы Семей облысының Абыралы ауданында туған. Ұлы Отан соғысына қатысып, Сталинград түбінде ауыр жарақат алған ол 1944 жылы ҚазМУ-дің тарих факультетіне түсіп, 1949 жылы оны ойдағыдай бітіреді.
Содан бері ғылым саласында қажымай еңбек еткен Төлтай Балақаевтың негізгі қызметі Ш.Уәлиханов атындағы Тарих және этнология институтында өтті. Ғалым хатшы, бөлім меңгерушісі, директордың ғылыми істер жөніндегі орынбасары болған Т.Балақаев көп томдық «Қазақстан тарихы», соғыс кезіндегі қазақ шаруаларының еңбегін көрсету сияқты іргелі зерттеулерге қатынасып, 15 кітап және жинақтар шығарды.
Т.Балақаев әскери-патриоттық салада да көптеген зерттеулер жазған ғалым. Зерттеушілікті ғылыми ұстаздық жұмыспен ұштастырған ғалым – 17 ғылым кандидаты мен докторын даярлады. Оның шәкірттері әр салада қызмет етуде. Оның шәкірттерінің бірі әскери ғылымдар докторы, профессор, КСРО Қарулы Күштері Бас штабының бастығы болған армия генералы В.Н.Лобов бүгінде де халықаралық деңгейде танылған тұлға.
Т.Балақаев – «Қазақ энциклопедиясы» сияқты басылымдардың бастауында тұрған ғалым. Ол ұзақ жылдар Абылай хан атындағы Халықаралық қатынастар және әлем тілдері мемлекеттік университетінің профессоры болды.
Аяулы жары, көрнекті қаламгер, журналист марқұм Дәметкен Дәуренбекова екеуінің отбасынан белгілі ғалымдар өсіп шықты. Ардақты азамат, ардагер ғалымның жарқын бейнесі оны білетін, қызметтес болған адамдардың есінде әрдайым сақталады.
