Dopo gli studi condotti in patria, nel 1963 ha lasciato la Bulgaria del regime comunista e si è trasferito a Parigi, dove ha studiato filosofia del linguaggio con Roland Barthes. Nel 1967-1968 ha insegnato alla Yale University ed è diventato ricercatore presso il Centre national de la recherche scientifique (CNRS) di Parigi. Dal 1983 al 1987 ha diretto il Centro di Ricerca sulle Arti e il Linguaggio (CRAL) di Parigi. Dopo i primi lavori di critica letteraria sulla poetica dei formalisti russi, si è occupato di filosofia del linguaggio, disciplina che Todorov concepisce come parte della semiotica. Dagli anni ottanta ha svolto ricerche di tipo filosofico-antropologico come La conquista dell'America (1984) e Noi e gli altri (1989).
Si è poi occupato del ruolo del singolo e della sua responsabilità nella storia. I suoi interessi storici si sono concentrati su temi cruciali come la conquista dell'America e i campi di concentramento nazisti e stalinisti. Ha pubblicato Le morali della storia (1991), Di fronte all'estremo (1992), una riflessione intensa sulle vittime dei lager e dei gulag, e Una tragedia vissuta (1995). Le altre sue opere comprendono una ricerca sulle ragioni della socialità dell'uomo, La vita comune (1995), Le jardin imparfait (1998), un saggio sui totalitarismi, Memoria del male, tentazione del bene (2000) e Il nuovo disordine mondiale (2003).
L'arte nella tempesta. L'avventura di poeti, scrittori e pittori nella rivoluzione russa, traduzione di E. Lana, Collana Saggi, Milano, Garzanti, 2017, ISBN978-88-11-67374-3.
I libri e la vita, traduzione di Paolo Lucca, Collana Saggi, Milano, Garzanti, 2019, ISBN978-88-111-4982-8.