Родился в 1913 году в селе Новоурухское Владикавказского округа Терской области (ныне — Ирафский район Северной Осетии), в бедной осетинской семье. В начале 1920-х годов семья переселилась на новые земли, где было основано село Ставд-Дурта (Ставд-Дорт) (ныне — Кировский район Северной Осетии). Происходит из крестьян. Ахмат Токаев, отец конструктора, умер в 1917 году.
Согласно воспоминаниям Токати, он не провёл за школьной партой ни одного дня. B 1924 году вступил в Комсомол. С 1928 года — член ВКП(б) Стал, по его собственным словам, «молодым фанатиком, вверившим свою жизнь сначала Комсомолу, а потом ВКП(б)». В 1928 году уехал в Ленинград, где учился на рабфаке, путёвку на который получил благодаря своей работе в 1927 году трактористом на тракторе «Фордзон», одним из первых на Северном Кавказе. Вскоре привлёк к себе внимание выдающимися математическими способностями. В 1932 году окончил Высшее техническое училище им. Баумана (ныне — МГТУ им. Баумана). В 1937 году по комсомольской путевке отправился в Военно-воздушную академию им. Жуковского. Уже через год стал начальником лаборатории этой академии, в 1938 году получил диплом Академии, а в 1941 году Токати присвоена степень кандидата наук. В этом же году становится деканом факультета авиационной техники.
С началом Великой Отечественной войны служил в бомбардировочной авиации, но вскоре был отозван с фронта командованием для работ над ракетами в Москве.
Во время ВОВ работал над секретными проектами, одновременно читал лекции в московских вузах: МВТУ, МАИ и МЭИ. В 1947 году присвоено звание подполковника, в то же время назначен ведущим специалистом в области авиационных и ракетных разработок. В этом же году отправлен в командировку в Восточный Берлин, как член экспертной комиссии с целью ознакомления с захваченными фашистскими секретными архивами и допроса немецких учёных-ракетчиков, оказавшихся в советской зоне оккупации.
В Берлине с 1945 года, с подачи маршала Соколовского стал секретарём Союзного контрольного совета, был подчинён лично Г. К. Жукову. Его главная работа заключалась в сборе всей имеющейся информации о немецкой ракетной программе Вернера фон Брауна и разработках военных самолётов. Это задание Токати выполнял вместе с Королёвым. В 1947 году Токати вызывают в Кремль и просят оценить возможность использования реактивных бомбардировщиков, проекты которых были найдены в Германии, для нанесения ударов по США. Также перед Токати ставят задачу выкрасть из Франции Ойгена Зенгера, одного из ведущих немецких инженеров.
Случайно узнав, что СМЕРШ собирается арестовать его, вместе с женой Азой перешёл в английскую зону оккупации, несмотря на наблюдения особистов. Перейдя в британский сектор Берлина, Токати попросил политического убежища. В 1947 году он получил британский паспорт, новое имя — Григори Токати — и в течение нескольких месяцев британские разведчики прячут его от советских агентов, пытавшихся найти слишком много знавшего инженера. В 1948 году Токати переправили в Лондон. В Советском Союзе же учёный был заочно приговорён к 25 годам лишения свободы с отбыванием наказания в исправительно-трудовом лагере Токати написал историю своего побега; рукописью заинтересовались издатели а также продюсеры в Голливуде. Однако значительная часть материалов по биографии Токати до сих пор засекречена.
Наряду с работой над авиационными проектами, занимался публицистикой. Своими статьями, в которых он обличал советский режим, его планы по созданию баллистических ракет, оснащённых биологическим оружием, его политику в Европе, Токати заработал массу врагов среди британских левых.
В начале 1960-х годов он отправляется в США для работы над программой высадки человека на Луну.
Григори Токати попал в список кандидатов на присовоение звания сэра Королевой Великобритании. От титула отказался, мотивируя это следующим образом: