Fils de l'armateur Émile François Toché (1802-1884) et de Jeanne Garnier (1806-1877), enfant d'une famille nombreuse, Charles Toché se destine à l'architecture et reçoit l'enseignement de Félix Thomas, artiste peintre retiré à Nantes, jadis l'un des découvreurs de Ninive.
Après ses études d'architecture, Toché séjourne cinq ans à Venise où il étudie et copie les œuvres des Italiens. Il y fait la rencontre d'Édouard Manet.
En 1880, il peint les décors du célèbre lupanarLe Chabanais, ce qui lui vaudra le surnom de « Pubis de Chabanais »[2].
De 1875 à 1888, il orne de fresques historiques et allégoriques la grande galerie du château de Chenonceau, d'après le procédé des maîtres italiens à base de chaux, de sable et de terres colorées, puis il exécute des cartons pour vitraux. Lors de son travail à Chenonceau, il rencontre Gustave Flaubert qui lui demande d'illustrer son roman, La Tentation de Saint-Antoine.
En 1887, il expose à la galerie Georges Petit les cartons des fresques de Chenonceau et se fait connaître auprès du public parisien.
Pour l'Exposition universelle de 1889, il travaille sur la décoration de différents palais : celui des Arts libéraux, de la République Sud-Africaine, de l'Argentine, de la Viticulture, etc., ainsi qu'une affiche.