Является пресноводным озером на полуострове Камчатка, находится в восточной части Усть-Большерецкого района, его площадь составляла около 15 км² (сейчас 22 км²).
Озеро Толмачёва было расположено на высоте 616 метров над уровнем моря (сейчас 628 метров) на территории Толмачёва Дола.
Озеро имеет подпрудное происхождение, образовано в ходе обрушения горных пород в долине реки Толмачёва. Из озера Толмачёва вытекает одноимённая река, на которой с 1999 года расположились Толмачёвские ГЭС, в связи с чем озеро является частью Толмачёвского водохранилища, а уровень его поднялся на 12 м. Питание озера смешанное. В озеро впадает также река Верхняя Толмачёва с притоками Левая Толмачёва и Правая Толмачёва.
В озере водится оседлая форма нерки — кокань (запущена в 1980-е годы, естественная среда обитания — озеро Кроноцкое).[1] По берегам березовые леса, заросли ольхового и кедрового стланика, заросли рододендрона.
Южный берег озера является северной границей зоологического заказника «Олений Дол».