早期生活
1821年11月11日，陀思妥耶夫斯基出生在俄罗斯的一个医生家庭，也是一个并不富裕的家庭，在七个孩子中排名老二。他的父亲是一名退休军医和彻彻底底的酒鬼，工作于莫斯科的玛利亚济贫医院。父亲工作的医院地处圣彼得堡的荒郊野岭，犯人公墓、精神病院和孤儿院便是仅有地标式建筑。这些景象给年纪尚小的陀思妥耶夫斯基留下了深刻的印象，对穷困者的怜悯深深刺痛着他的心灵。虽然父母不允许，年轻的陀思妥耶夫斯基还是喜欢去医院花园走走，看看那些晒太阳的病人，听他们讲故事，因而接触到了农奴的实际生活。
坊间流传陀思妥耶夫斯基的父亲对待孩子很粗暴，比如他要求自己的孩子在他下班回来打盹时轮流替他驱赶苍蝇，而且必须保持绝对安静。然而为陀思妥耶夫斯基写传记的作家约瑟夫·弗兰克却认为《卡拉马佐夫兄弟》中的父亲的原型并非作者本人的父亲。父子间的信件包括他们自己的言论都指向父子间的关系十分不错。
陀思妥耶夫斯基患有癫痫病，9岁首次发病，之后间或发作伴其一生。《白痴》中，梅什金公爵也患有癫痫，不得不认为是陀思妥耶夫斯基有意为之。
1834年他进入莫斯科契尔马克寄宿中学，毕业后入彼得堡军事工程学校，在该校工程部制图局工作。一年后，他自动离职，专门从事文学创作。
1837年他妈妈死于肺结核，他和他弟弟被送入彼得堡军事工程学校。1839年在莫斯科当医生的父亲去世，死因不明。有人说是因为他醉后对农奴发脾气，农奴被激怒将他制服，灌入伏特加直至他溺死。也有人认为是自然死亡，而临近的地主为了把土地轻易拿到手而编了这个故事。或许这个专制的父亲给了陀思妥耶夫斯基很大的影响，以至于他把父亲的形象搬到了《卡拉马佐夫兄弟》中的老卡拉马佐夫这个"邪恶而感情脆弱的小丑"父亲身上。
在彼得堡军事工程学校期间，陀思妥耶夫斯基学习他于之不屑的数学。与此同时，他还涉猎了莎士比亚、帕斯卡尔、维克多·雨果等人的文学作品。在文学上涉猎颇广的他考试成绩优秀，于1841接受委任。那年，他已完成了两部浪漫主义剧作，深受德国浪漫主义诗人席勒影响的剧作《玛丽·斯图亚特》、《鲍里斯·戈东诺夫》，但均失散。他的弟弟安德列·米哈依洛维奇证实："他阅读较多的是严肃的历史着作。"作家从И.凯达诺夫的《新历史》一书中描述法国革命和拿破仑的出现那一章的开头记住了永生难忘的一句"名言"："当伟大的腓特烈永远闭上眼睛之时，寂静正笼罩着整个欧洲；但这样的寂静永远不会出现在这样伟大的风暴之前！
创作起点
1842年，陀思妥耶夫斯基受命成为中尉，并在一年后从军事工程学校毕业。1843年，他将巴尔扎克的小说《欧也妮·葛朗台》译成俄文，可惜并没有人因此而关注他。于是在1844年他退伍后，陀思妥耶夫斯基开始了自己的写作生涯。
陀思妥耶夫斯基于1840年代结识了涅克拉索夫，在涅克拉索夫的鼓励下，1845年陀思妥耶夫斯基写出他的处女作--书信体短篇小说《穷人》。1846年1月《穷人》连载于期刊《彼得堡文集》上，广获好评。据说任杂志社主编的涅克拉索夫在读完小说后兴奋地冲进俄罗斯文学评论家别林斯基的办公室，大叫："又一个果戈理出现了！"别林斯基和他的追随者看后都有一样的感觉，别林斯基更称陀思妥耶夫斯基为"俄罗斯文学的天才"。
《穷人》的单行本在一年后正式出版，陀思妥耶夫斯基也在24岁时成为了文学界的名人。但是不久之后由于文学上的分歧，陀思妥耶夫斯基与涅克拉索夫、别林斯基决裂。
思想转折
1847年陀思妥耶夫斯基对空想社会主义感兴趣，参加了彼得堡拉舍夫斯基小组的革命活动。同年果戈理发表《与友人书信选》别林斯基撰写《给果戈理的一封信》对其观点给予驳斥。陀思妥耶夫斯基非常喜欢别林斯基这篇文章，并寻找到手抄本在小组上朗读。1849年4月23日他因牵涉反对沙皇的革命活动而被捕，并于11月16日执行死刑。在行刑之前的一刻才改判成了流放西伯利亚。在西伯利亚他的思想发生了巨变，同时癫痫症发作的也愈发频繁。1854年他被释放，但是要求必须在西伯利亚服役。1858年他升为少尉，从此可以有自己的时间来思考与写作。从假处决事件到西伯利亚服刑这十年时间是他人生主要的转折，他开始反省自己笃信宗教。也正是在西伯利亚，他遇到了今后的妻子玛丽亚·季米特里耶夫娜·伊萨耶娃。
后期创作
1860年，陀思妥耶夫斯基返回圣彼得堡，次年发表了第一部长篇《被侮辱与被损害的》。这部作品可以被看作是他前后期的过渡作品，既有前期的对社会苦难人民的描写，又带有后期的宗教与哲学探讨。这段时间他文学上有所进展，但生活却连遭打击。1864年他的妻子和兄长相继逝世，他还需要照顾兄长的家人，这使得他濒临破产。他希望通过赌博来还清债务，却欠下更多债，整个人陷入消沉之中。
为了躲避债主，他被迫到欧洲避债。出版商答应给他预付款，但是要求他要在半年内写一部长篇小说。陀思妥耶夫斯基当时正在写《罪与罚》，没有时间再写一部，但是出于生计只得同意。1866年他的代表作《罪与罚》出版，为作者赢得了世界性的声誉。
事实上陀思妥耶夫斯基许多世界文学杰作都是先发表于报章文艺副刊，受到俄国人普遍欢迎欲罢不能，再予出版社出版；受欢迎程度达到陀思妥耶夫斯基以口述说话方式，同时说不同三篇小说故事给三位秘书写，堪称文学特技。而另一部长篇离交稿一个月，还没有写。在朋友介绍下，他认识了速记学校的高材生安娜，两人高效率的工作，一个月内完成了《赌徒》，于1867年出版。同年两人结婚，在安娜的鼓励与帮助下，他的生活才开始安定下来。
1868年他完成了《白痴》。这部小说中，拿破仑和1812年的卫国战争是重要的背景题材。在1863年6月17日写给屠格涅夫的信中陀思妥耶夫斯基曾回忆起1812年："那时整个俄罗斯、军队、社会以及全体人民都充满了爱国主义。"这一思想在他的作品中多次重复。在"关于俄罗斯文学的系列文章"中作家指出，"1812年俄罗斯唯一要做的就是拯救祖国。"1876年四月出版的月刊《作家日记》中陀思妥耶夫斯基借着他所虚构的离奇人物之口把战争当作一件强大的、能够鼓舞和净化人心、团结全社会的现象进行了讴歌："1812年地主和农奴并肩作战，他们相互之间比在村子里、在和平的庄园里时更亲近。战争给予了大众尊重自己的理由，因此人民也喜欢这场战争。"
1872年，完成了《群魔》。1873年开始他创办“作家日记”期刊，很受欢迎。1880年他发表了 《卡拉马佐夫兄弟》，这是他后期最重要的作品。
1880年发表的《卡拉马佐夫兄弟》（或译《卡拉马助夫兄弟们》），是作者哲学思考的总结。
意外逝世
1881年陀思妥耶夫斯基准备写作《卡拉马佐夫兄弟》第二部。2月9日他的笔筒掉到地上，滚到柜子底下，他在搬柜子过程中用力过大，结果导致血管破裂，当天去世，弥留前妻子为他朗诵圣经。葬于圣彼得堡。