Источник "Царицын ключ" находится справа (по направлению к Медвежьегорску) от дороги, на 35 километре, перед деревней Толвуя. Местоположение ключа можно определить по невысокому штакетнику, расположенному метрах в пятидесяти от дороги.

С ключом и с находящейся недалеко от него деревней Толвуя связана интересная история. Борис Годунов, пришедший к власти в 1598 году, и не принадлежавший к династии Рюриковичей, сильно опасался за свою власть и стремился любым способом удалить всех возможных претендентов на престол. Боярин Федор Никитич Романов в глазах Годунова был наиболее опасным из претендентов на царскую корону, поскольку являлся Анастасии Романовой родным братом, одной из жен Ивана Грозного. Федор Никитич был сослан в Антониев-Сийский монастырь (в 150 км от Архангельска) и там пострижен в монахи под именем Филарета. Сын его Михаил – будущий первый царь из рода Романовых – с маленькой сестрой были сосланы на Бело-Озеро. Супругу Федора Никитича, Ксению Ивановну, насильно постригли в монахини под именем Марфы и сослали в Заонежье, в Толвуйский погост. Толвуйские старожилы сказывали, что терем Марфы Ивановны находился позади крестьянских селений погоста Толвуи, в прямой почти линии с церквью, на северо-восток от нее. Судя по размерам фундамента, жилище узницы не было обширно. Терем опальной боярыни стоял на возвышенном месте, вид из окон открывался на Онего, белое зимой, а летом видны были зеленые леса Палеострова.

Тридцатилетняя инокиня Марфа Ивановна болела, а "пищевое довольствие" поначалу было очень скудным. У инокини Марфы "от совершившихся переживаний началась портежная болезнь" (эпилепсия). Сочувствуя ей в "портежной болезни", толвуяне и указали ей на близкий к погосту целебный источник. Инокиню Марфу называли в Толвуе не иначе, как "Царица". До сих пор источник, из которого она брала воду, носит название "Царицын ключ", вода из него действительно обладает очень сильным успокаивающим эффектом. По рассказам местных жителей, источник постепенно иссякает, с каждым годом в нем становится все меньше и меньше целебной воды. В начале XVII века на Толвуйском погосте стояли три деревянные церкви: Георгиевская, Троицкая и Никольская. На месте Георгиевской церкви в 1869 году построена каменная, которая существует до сих пор. На месте сгоревшей в 1893 году Троицкой в начале двадцатого века была построена часовня в честь Трехсотлетия дома Романовых. По указанию церковных летописей к северу от бывших церквей стоял терем, в котором и "пребывала в ссылке" инокиня Марфа. Надо сказать, что инокиня Марфа не забыла доброго отношения толвуян: после воцарения ее сына крестьяне, помогавшие ей, были пожалованы деревнями, а "поп Ермолай Герасимов с сыном Исааком" за доброе отношение "дворцовой волосткой в Петровском погосте в Челмужах". В Челмужах, расположенных на восточном берегу Онежского озера, сохранилась деревянная Богоявленская церковь – ровесница описываемых событий.