Окончил в 1933 году архитектурный факультет Ленинградского института инженеров промышленного хозяйства. В 1937-1941 годах работал главным инженером города Алма-Аты. В 1942 году вступил в Коммунистическую партию.
В 1944-1954 годах занимал должность начальника архитектурного управления при Совете Министров Казахской ССР, в 1958-1976 годах – заместителя председателя Госкомитета Совета Министров Казахской ССР по делам строительства.
Басенов в числе других архитекторов участвовал в разработке генерального плана города Алма-Аты, бывшего здания театра юного зрителя (1936), жилого дома на улице Кирова (сейчас Кабанбай батыра), 124 (1937), театра оперы и балета (1941), архитектурной планировки памятника Амангельды Иманову (1947), Мемориала Славы и других объектов в Алма-Ате. В 1968-1970 годах руководил проектами реконструкции проспекта Ленина в центральной части города.
Именем Толеу Басенова в Алма-Ате названа улица.
