Профессиональным мастером в 1889 году Н. К Толвинский приезжает в наш го­род. Ему без малого 32 года, за плечами блестяще оконченный архитектурный фа­культет, ряд интересных конкурсных работ.

В конце 1880-х начале 1890-х годов он строит несколько жклых зданий. Среди них — созданные в сотрудничестве с мо­лодым архитектором А. Б. Минкусом: дом по ул. Пастера, 28 (1890 г.); по ул. Канат­ной, 10; дом на углу улиц Преображенс­кой и Новосельского.

Особую славу, однако, принесло Толвинскому проектирование и строитель­ство крупнейших общественных зданий города, возведение которых было приуро­чено к 100-летнему юбилею Одессы.

Так, в 1892 году заканчивается пост­ройка лечебного корпуса популярной одесской здравницы «Куяльник».

Наиболее престижной работой для мастера стало строительство в 1890-е годы зда­ния земской управы и судебных установ­лений, завершившее композицию привок­зальной площади, с которой, по сути дела, начинается знакомство с городом.

Сейчас это монументальное здание за­нимают административные службы и общественные организации управления Одесской железной дороги,

Значительных успехов достиг зодчий в проектировании учебных заведений.

Корпуса, созданные Толвинским, отлича­ются четким распределением помещений, объединенных просторными вестибюля­ми, светлыми аудиториями, изысканно строгими фазами.

Эти качества прису­щи корпусу факультетов физики и хи­мии Одесского университета, выходяще­му на ул. Пастера (1897-1898); комплек­су зданий медицинского института по нынешней ул. Академика Павлова; ремесленному, народному и женскому училищам (здания по ул. Старопортофранковской); школе садоводства на территории ны­нешнего санатория им. Чкалова (1899 г.).

Много сил и времени отдавал академик Н. К. Толвинский преподавательской ра­боте в стенах Одесского художественно­го училища. В его мастерской стажиро­вались ведущие архитекторы из многих городов юга страны.

Огромное влияние на молодого архитек­тора оказало сотрудничество с ведущими мастерами начала XX века — Ю. М. Дмитренко и В. А. Домбровским. Он принял участие в проектировании и строительстве жилых домов по ул. Ришельевской, 12 (1899-1900). Маразлиевской, 4 (1899), гос­тиницы — «Лондонская» на Приморском буль­варе (1899). Последняя — одна из извест­нейших построек Ю. М. Дмитренко – во многом послужила прототипом при реше­нии выполненного в стилистике флорен­тийского возрождения декоративного убран­ства фасадов и интерьеров концертного зала «Унион» (Клуб железнодорожников) по ул. Троицкой, 43 (1901-1902, с арх. А. Р. Рейхенбергом), дома по ул. Осипова, 6 (1901).