По сведениям историка Ю. С. Булыгина поселок Толстая Дуброва (Толстодубровский ) был образован в 1925 г. (Булыгин Ю. С. Список населенных пунктов Алтайского края: справочник: рукопись. Барнаул, 2000. С. 7).). Эта рукопись имеется в единственном экземпляре и хранится в нашей библиотеке. 

Очень краткие сведения о селе имеются также в книге историка-краеведа В. А. Рябцева «История Алейского района» ( Барнаул, 1996. 245 с.). 

Так, в 1927 г. председателем Дубровского сельского совета стал 28-летний Максим Трофимович Корниенко, его заместителем – Прасковья Зорина, членами сельсовета – Семен Иванович Пиликов, Николай Скопинцев, Всеволод Курочкин. 

В книге представлен «Список населенных пунктов Алейского района в цифрах с XVII в. по XX в. 27 населенных пунктов образованы в годы Советской власти». По этим сведениям год основания села Толстая Дуброва также подтверждается (1925). В книге также приводятся следующие сведения: в 1928 г. в селе насчитывалось 103 двора, проживало – 710 человек; в 1938 г – соответственно – 182 двора, 948 человек; в 1988 г. – 169 дворов, 493 человека. 

В 1929 г. в поселке Толстая Дуброва был организован колхоз им. Куйбышева. 
В 1930-1940-е гг. по Толстодубровскому сельскому совету были репрессированы 6 человек (к сожалению, фамилии не приводятся). 

В газете Алейского района «Маяк труда» за 20, 22, 23 августа 1991 года В. А. Рябцев также публикует статьи по истории Алейского района: истории заселения, образования сел, людях. Эти сведения и легли в последствие в основу книги «История Алейского района» (Барнаул, 1996. ). 

По данным статистики на 01.01. 2015 г. в селе Толстая Дуброва проживает 406 человек.