Вадим Тонков родился 22 июня 1932 года в Москве в семье, которая не имела никакого отношения к искусству. Его отец работал в Госплане, мама была служащей. Подумать о том, что Тонков увлечется театром, никто из его родственников не мог, зная характер мальчика – он был чрезвычайно застенчивым и робким. Был типичным «маменькиным сыночком» и в дворовых играх даже не мог за себя постоять. Когда во время войны Тонковы перебрались из Москвы в Саратов, тамошняя детвора сразу невзлюбила Тонкова. И каждый день он приходил домой побитым. Мама Вадима долго терпела эту ситуацию, а потом пошла сама разбираться с детворой. Она собрала во дворе мальчишек и спросила напрямик: «За что вы бьете Вадима?» Ответ ее обескуражил: «Потому что он жид!» – «Дети, во-первых, Вадик – не еврей, – стала объяснять детям мама Тонкова. – Во-вторых, даже если бы он был евреем, это не повод для драки. Надо дружить друг с другом, а не драться».

Увы, но эти увещевания проблему не решили: дети продолжали обижать Тонкова. Тогда его мама придумала другой выход. Она вручила сыну книжку «Маугли» и заставила его пойти во двор и прочитать ее детям. Как ни странно, но именно этот поступок изменил ситуацию. Детям жутко понравилась книжка, и они стали просить Тонкова почитать им еще что-нибудь. Так он вошел в их круг.

Вскоре после войны, когда семья Тонковых уже вернулась в Москву, Вадим поступил в театральную студию при Театре имени Вахтангова, а когда закончил ее, успешно сдал экзамены в ГИТИС. А уже на втором курсе неожиданно для родителей женился.

Женой Тонкова стала его бывшая сокурсница по театральной студии Марта. Их первая встреча закончилась ссорой из-за неджентльменского поступка Тонкова. В тот момент когда Марта собиралась сесть на стул, Тонков ударом ноги выбил его, и девушка упала на пол под дружный хохот студийцев. С тех пор Марта затаила обиду на Тонкова. Но длилась она недолго. Спустя некоторое время Тонков нашел в себе силы извиниться перед девушкой и пригласил ее к себе домой на именины. С тех пор они стали дружить, а чуть позже полюбили друг друга.

Когда Тонков учился на втором курсе ГИТИСа, Марта сообщила ему, что беременна. Когда они рассказали об этом своим родителям, те встретили это сообщение на удивление спокойно. Особенно легко восприняла новость мама Тонкова, которая в 16 лет сама пережила роман со взрослым мужчиной, да не с каким-нибудь, а с самим Владимиром Маяковским. Когда ее отец узнал об этом, он запретил дочери встречаться с поэтом, но та не послушалась и хотела сбежать из дома. Однако отец узнал о планах дочери и отобрал у нее паспорт. На этом роман закончился.

В 1951 году у Тонкова и Марты родилась дочь Марьяна. Жили молодые у мамы Тонкова (его отец к тому времени умер) в двухкомнатной квартире на Садовой. Когда-то вся пятикомнатная квартира принадлежала их семье, но потом их уплотнили и оставили потомкам Шехтеля только две небольшие комнаты. Однако, несмотря на скромный быт и рождение ребенка, жили молодые весело: часто у них за полночь засиживались однокурсники Тонкова, а его мама помогала им писать шпаргалки по французскому. А крошка-дочь в это время спала на раскладушке. Со своей супругой Тонков проживет больше полувека, что в актерском мире редкий случай – там разводы и множество браков вполне обыденная штука.

Закончив ГИТИС в 1953 году, Тонков попал в драмтеатр Островского. Поначалу играл в массовке (был «пятым грибом во втором составе» вместе с будущей звездой советского кинематографа Иннокентием Смоктуновским), но потом постепенно перешел на более крупные роли. Однако звезд с неба не хватал и, вполне вероятно, так и закончил бы свою карьеру драматического актера на вторых ролях. Но тут судьба послала ему встречу с бывшим однокурсником по ГИТИСу Борисом Владимировым.

Владимиров поступил в ГИТИС вместе с Тонковым, однако потом перешел на режиссерский из-за проблем с голосом.