Negli anni del dopoguerra iniziò quasi casualmente l'attività cinematografica; infatti, mentre lavorava come stenografo per lo scrittore e sceneggiatore Sergio Amidei, ebbe occasione di conoscere il regista Renato Castellani, che lo prese come suo collaboratore, affidandogli il soggetto e la sceneggiatura di due film destinati al successo, Mio figlio professore (1946) e Sotto il sole di Roma (1948). Dopo avere scritto varie altre sceneggiature, per registi come Genina, Germi, Emmer, Bennati, Heusch, Scotese, Zagni, Tozzi decise di interrompere, almeno momentaneamente, questo lavoro, che pure amava molto, per tentare il successo come attore, aiutato in ciò anche dal suo fisico prestante. Pertanto, all'inizio degli anni Cinquanta, Tozzi esordì sul grande schermo, dimostrando una personalità spiccata e al tempo stesso duttile, oltre che una notevole fotogenia. Dopo essere comparso nel Caimano del Piave (1950, Giorgio Bianchi), interpretò successivamente numerosi film, per alcuni dei quali collaborò pure alla regia e alla sceneggiatura, un'attività che non aveva mai voluto lasciare del tutto. Tra le sue migliori interpretazioni possiamo ricordare La città si difende (1951, Pietro Germi), Musoduro (1953, Giuseppe Bennati) e Un uomo facile (1959, Paolo Heusch e Fausto Tozzi). In seguito, tuttavia, si lasciò convincere ad interpretare una serie di film di scarso valore e poco curati nella realizzazione, che appannarono un po' la sua immagine di attore dalle notevoli possibilità espressive. Dopo avere lavorato con risultati soddisfacenti anche in produzioni straniere, nel 1962 si lasciò indurre da Garinei e Giovannini a tentare il successo nell'ambito della commedia musicale, interpretando in Rugantino la parte di Gnecco, il marito della protagonista Rosetta (Lea Massari), ottenendo un discreto risultato. Continuando nella sua multiforme attività, apparve più volte in televisione, come attore di sceneggiati; da ricordare Odissea, del 1968, in cui diede vita al personaggio del re Menelao, e vari episodi di serie televisive di successo. Nel 1971 tornò temporaneamente al cinema con l'apprezzabile regia di Trastevere, per cui scrisse anche il soggetto e la sceneggiatura.