Родился в Москве. Отец, Михаил Андреевич (1789—1839),— врач (штаб-лекарь) московской Мариинской больницы для бедных, в 1828 получил звание потомственного дворянина. В 1831 приобрел сельцо Даровое Каширского уезда Тульской губернии, в 1833 соседнюю деревню Чермошню. По воспитанию детей, отец был человеком независимым, образованным, заботливым семьянином, но обладал характером вспыльчивым и подозрительным. После смерти жены в 1837 вышел в отставку, поселился в Даровом. По документам, умер от апоплексического удара; по воспоминаниям родственников и устным преданиям, был убит своими крестьянами. Мать, Мария Фёдоровна (урожденная Нечаева; 1800—1837). В семье Достоевских было еще шестеро детей: Михаил, Варвара (1822—1893), Андрей, Вера (1829—1896), Николай (1831—1883), Александра (1835—1889).
В 1833 Достоевский был отдан в полупансион Н. И. Драшусова; туда он и брат Михаил ездили "ежедневно по утрам и возвращались к обеду". С осени 1834 по весну 1837 Достоевский посещал частный пансион Л. И. Чермака, в котором преподавали астроном Д. М. Перевощиков, палеолог А. М. Кубарев. Учитель русского языка Н. И. Билевич сыграл определенную роль в духовном развитии Достоевского. Воспоминания о пансионе послужили материалом для многих произведений писателя.
Тяжело пережив смерть матери, совпавшую с известием о смерти А.С. Пушкина (которую он воспринял как личную потерю), Достоевский в мае 1837 едет с братом Михаилом в Петербург и поступает в приготовительный пансион К. Ф. Костомарова. Тогда же состоялось его знакомство с И. Н. Шидловским, чья религиозно-романтическая настроенность увлекла Достоевского. С января 1838 Достоевский учился в Главном инженерном училище, обычный день в котором описывал так: "...с раннего утра до вечера мы в классах едва успеваем следить за лекциями. ...Нас посылают на фрунтовое ученье, нам дают уроки фехтованья, танцев, пенья ...ставят в караул, и в этом проходит все время...". Тяжелое впечатление о "каторжных годах" учения частично скрашивали приятельские отношения с В. Григоровичем, врачом А. Е. Ризенкампфом, дежурным офицером А. И. Савельевым, художником К. А. Трутовским.
Еще по дороге в Петербург Достоевский мысленно "сочинял роман из венецианской жизни", а Ризенкампфу в 1838 рассказывал "о своих собственных литературных опытах". Вокруг Достоевского в училище образуется литературный кружок. 16 февраля 1841 на вечере, устроенном братом Михаилом по случаю отъезда в Ревель, Достоевский читал отрывки из двух своих драматических произведений — "Марии Стюарт" и "Бориса Годунова".
О работе над драмой "Жид Янкель" Достоевский сообщал брату в январе 1844. Рукописи драм не сохранились, но уже из их названий вырисовываются литературные увлечения начинающего писателя: Шиллер, Пушкин, Гоголь. После смерти отца родственники матери писателя взяли на себя попечение о младших братьях и сестрах Достоевского, а Фёдор и Михаил получили небольшое наследство. По окончании училища (конец 1843 г.) он был зачислен полевым инженером-подпоручиком в Петербургскую инженерную команду, но уже в начале лета 1844, решив всецело посвятить себя литетатуре, подал в отставку и уволился в чине поручика.
В январе 1844 Достоевский закончил перевод повести "Евгения Гранде" Бальзака, которым тогда он особенно увлекался. Перевод стал первой опубликованной литературной работой Достоевского. В 1844 он начинает и в мае 1845 после многочисленных переделок заканчивает роман "Бедные люди".