Nació el 8 de mayo de 1951 y fue bautizado dos días después en Ituango, Diócesis de Santa Rosa de Osos. Es el primogénito de doce hijos del hogar formado por Martín Tobón Piedrahíta y Margarita Restrepo Correa.
Realizó sus estudios de primaria en su pueblo natal. Cursó el bachillerato y los ciclos institucionales de filosofía y teología en el Seminario Santo Tomás de Aquino de su diócesis de origen. Más adelante, siguió algunos cursos de catequesis y, como alumno del Colegio Pío latinoamericano, frecuentó la Pontificia Universidad Gregoriana de Roma, donde obtuvo la licenciatura y el doctorado en Filosofía.
Recibió la orden del Diaconado el 7 de septiembre de 1975 y fue consagrado presbítero el 21 de noviembre de 1975, en la Catedral de Santa Rosa de Osos, circunscripción eclesiástica en la que se incardinó.
Comenzó su vida sacerdotal desempeñando los siguientes cargos: Vicario cooperador de la Parroquia Señor de los Milagros en San Pedro (Ant.), del 30 de diciembre de 1975 al 2 de febrero de 1981; Vicario cooperador de la Parroquia Nuestra Señora del Rosario de Donmatías (Ant.), del 25 de febrero de 1981 al 16 de febrero de 1982; Miembro del Equipo de Pastoral en Santa Rosa de Osos y Director diocesano de Catequesis, del 1 de marzo de 1982 al 16 de agosto de 1984.
Después de sus estudios en Roma (septiembre de 1984 a marzo de 1989), fue integrado al Equipo de formadores del Seminario Santo Tomás de Aquino de Santa Rosa de Osos, donde se desempeñó como profesor y director espiritual, del 10 de abril de 1989 al 30 de noviembre de 1992. De 1992 hasta su ordenación episcopal, se desempeñó como Secretario local de la Nunciatura Apostólica en Bogotá.
El ministerio sacerdotal lo llevó también a ser miembro del Consejo Presbiteral de su diócesis; profesor en el ITEPAL, el CESA y la CRC en Bogotá; predicador de Ejercicios Espirituales para laicos, religiosas y sacerdotes; Capellán de “Mi Casa”, residencia para ancianos de las Hermanitas de los Pobres, en Bogotá.
El 25 de abril de 2003, el Papa Juan Pablo II lo nombró Obispo de la Diócesis de Sonsón-Rionegro; recibió la ordenación episcopal el 14 de junio del mismo año en la Catedral de Santa Rosa Osos y, el 5 de julio siguiente, tomó posesión de la Diócesis de Sonsón-Rionegro. El 16 de febrero de 2010, Su Santidad Benedicto XVI lo nombró Arzobispo de Medellín. Tomó posesión de la sede metropolitana el 8 de mayo de 2010. Recibió el Palio Arzobispal el 29 de junio del 2010.
Actualmente presta un servicio a la Iglesia de Colombia ejerciendo las funciones de Vicepresidente de la Conferencia Episcopal.