Nyval ska hållas den 19 mars, uppger Tokajevs kansli.
Tillkännagivandet kommer ett år efter att den forna Sovjetstaten skakades av våldsamma protester som krävde närmare 240 människors liv. Fler än 10 000 människor frihetsberövades.
I juni i fjol röstade Kazakstans befolkning för en grundlagsändring ämnad att stuva om landets makt. Förändringen innebar att den tidigare ledaren Nursultan Nazarbajev, som fram till 2019 i 29 års tid styrde Kazakstan med järnhand, fick mindre inflytande över politiken. Kritiska röster menar dock att förändringarna endast syftade till att "legitimera" Tokajevs regim och stärka presidentens maktposition. 69-åringen omvaldes i november med 80 procent av rösterna, i ett val som kritiserades för bristen på motkandidater.
I ett uttalande uppger Tokajev att han hoppas att nyvalet i mars kan "ge ny kraft till moderniseringen" av landet. Under sin valkampanj i november lovade han att skapa ett mer rättvist, "nytt Kazakstan", liksom att reformera samtliga landets institutioner som innehar politisk makt.
Hittills har dock landets ekonomiska svårigheter och auktoritära drag kvarstått under Tokajevs nya mandatperiod, menar bedömare.