Родился в Москве. Сын штаб-лекаря Мариинской больницы Михаила Андреевича Достоевского, убитого крепостными крестьянами, и дочери купца Марии Федоровны, урожденной Нечаевой, умершей от туберкулеза.

С детства страдал эпилепсией. 

С 1834 г. учился в московском пансионе, с 16 лет в инженерном училище. Закончив курс в 1843 г., поступил на службу в петербургскую инженерную команду. Но через год оставил службу и целиком посвятил себя литературной деятельности. Его первое произведение «Бедные люди» произвело огромное впечатление на Н.А. Некрасова и В.Г. Белинского, который ввел его в свой кружок.

В 1849 г. Достоевский был арестован по политической статье за участие в кружке М.В. Петрашевского и заключен в Петропавловскую крепость. Ему грозила смертная казнь, которую заменили на четыре года каторги. По окончании срока в 1854 г. писателя определили рядовым в сибирский линейный батальон, где он прослужил до 1859 г.

Выйдя в отставку и поселившись в Петербурге, вместе с братом литератором Михаилом начал издавать журнал «Время», который имел большой успех. Но подорванное на каторге здоровье и тяжелая болезнь (туберкулез) жены Марии Дмитриевны заставили писателя поехать на лечение за границу в Париж, Лондон и Женеву.

В 1864 г. Достоевского постигло несколько тяжелых ударов. В Москве умерла его жена, вскоре неожиданно скончался его брат, затем друг А.А. Григорьев. Потеряв близких людей и имея множество долгов, Федор Михайлович выехал за границу и, в надежде поправить свое материальное состояние, стал играть на рулетке, в результате чего проиграл абсолютно все.

Вернувшись в Москву, написал романы «Игрок» и «Преступление и наказание». Женившись второй раз, он снова уехал за границу, где продолжал безуспешно играть на рулетке. По возвращении в Петербург жена писателя Анна Григорьевна взяла в свои руки обустройство их жизни. Последние восемь лет жизни были наиболее удачными и светлыми годами Достоевского. В это время им написаны такие романы как «Идиот», «Бесы», «Братья Карамазовы» и др.

Женат дважды. Первый раз на Марии Дмитриевне Констант, вдове надзирателя Исаева. Второй раз женат с 1867 г. на Анне Григорьевне Сниткиной, стенографистке. От этого брака имел детей: Софью, умершую во младенчестве от воспаления легких; Любовь, писательницу; Федора, коннозаводчика; Алексея, умершего во младенчестве от эпилепсии.