A principal acusação contra Dostoiévski foi por ter lido em público, em duas ocasiões, uma carta aberta de Bielínski, então falecido, ao escritor Nikolai Gogol, em que o escritor é criticado por suas visões políticas e sociais conservadoras.
O Círculo Petrashevsky era dedicado principalmente à discussão das condições de vida na Rússia, centrada nas obras da imensa biblioteca de obras proibidas de Petrashevsky, obras que, segundo os registros da sociedade, Dostoiévski consultou em várias ocasiões. Na verdade, Dostoiévski não ia às reuniões do Círculo há mais de três meses quando foi preso, e paticipava realmente de uma organização radical liderada por Nikolai Spechniev, radical que se tornaria o protótipo para Nikolai Stavróguin, protagonista de Os Demônios. Essa organização, porém, não foi descoberta pelas autoridades e sua existência só veio a público em 1922.
Em 23 de abril de 1849, ele e os outros membros do Círculo Petrashevski foram presos. Dostoiévski passou oito meses na Fortaleza de Pedro e Paulo até que, em 22 de dezembro, a sentença de morte por fuzilamento foi anunciada. Em 23 de dezembro, os membros foram levados ao lugar da execução, e três membros do grupo, inclusive o próprio Petrashevski, foram amarrados aos postes em frente ao pelotão. Dostoiévski era um dos próximos, e se lembrou, posteriormente, de ter dividido seu tempo para se despedir dos amigos e refletir sobre sua vida.
Também foi na prisão que Dostoiévski sofreu seu primeiro ataque de epilepsia, doença que o acompanharia pelo resto da vida, e que também atinge vários de seus personagens, como o Príncipe Míchkin (O Idiota), Kiríllov (Os Demônios) e Smerdiákov (Os Irmãos Karamázov). Embora alguns biógrafos insistam que a primeira crise de Dostoiévski aconteceu antes da prisão, as cartas que ele enviou ao irmão deixam bastante claro que ele só começou a apresentar a doença durante sua prisão. Os estudos médicos nunca chegaram a um acordo sobre a epilepsia de Dostoiévski. Freud afirmou que era uma doença histérica, e não epilepsia.
Não só pelas Cartas mas também pelos testemunhos deixados por seus contemporâneos, podemos perceber que Dostoiévski nunca abandonou a religião Ortodoxa, na qual fora criado, ao contrário da lenda que se formou posteriormente.
Foi libertado em 1854 e condenado a quatro anos de serviço no Sétimo Batalhão, na fortaleza de Semipalatinsk, no Cazaquistão, além de soldado por tempo indefinido. Apaixonou-se por Maria Dmitriévna Issáieva, mulher de um conhecido. Com a morte do marido e já no próximo ano, em fevereiro de 1857, casaram-se. Na noite de núpcias Dostoiévski sofreu uma violenta crise de epilepsia.
Maria Dmitriévna Issáieva já tinha um filho de oito anos do primeiro casamento, Pável Issáiev, frequentemente referido pelo apelido de Pácha na biografia do escritor. Ela sofria de tuberculose, e é aceita como o modelo para Katerina Marmeladova de Crime e Castigo.
Carreira literária tardia
Depois de dez anos voltou à Rússia. Na Sibéria chamou a experiência de uma "regeneração" das suas convicções, rejeitou a atitude condescendente de intelectuais, que pretendiam impor seus ideais políticos sobre a sociedade, e chegou a acreditar na bondade fundamental da dignidade e do povo comum. Descreveu esta mudança no esboço que aparece em O Diário de um Escritor, O Mujique Marei: "Sou filho da descrença e da dúvida, até ao presente e mesmo até à sepultura. Que terrível sofrimento me causou, e me causa ainda, a sede de crer, tanto mais forte na minha alma quanto maior é o número de argumentos contrários que em mim existe! Nada há de mais belo, de mais profundo, de mais perfeito do que Cristo. Não só não há nada, mas nem sequer pode haver."
or este tempo começou a escrever Memórias da Casa dos Mortos, baseado em suas experiências como prisioneiro. Como ex-forçados eram proibidos de escrever memórias e relatos, Dostoiévski disfarçou a obra como ficção, dizendo-a obra de um homem preso por assassinar a esposa em uma crise de ciúmes. Esse fato gerou um equívoco, e por anos muitas pessoas acreditaram que esse havia sido de fato o crime do escritor. A obra foi um grande sucesso na Rússia, e restabeleceu a reputação literária de Dostoiévski.
Em 1859, após meses de árduo esforço, conseguiu ser solto sob a condição de residir em qualquer lugar, exceto em São Petersburgo e Moscou, e assim, mudou-se para Tver. Ele conseguiu publicar O Sonho do Tio e Adeia Stepánchikovo. As obras não obtiveram as críticas esperadas por Dostoiévski. Em dezembro do mesmo ano, foi finalmente autorizado a regressar a São Petersburgo, onde fundou com seu irmão Mikhail a revista Vremya ("Tempo"), em que publicou o romance em folhetim Humilhados e Ofendidos, que teve grande sucesso.Sua obra Memórias da Casa dos Mortos foi um enorme sucesso quando então publicada em capítulos no jornal O Mundo Russo.
Entre 1862 e 1863, fez várias viagens pela Europa. Durante essas viagens teve um relacionamento amoroso fugaz com Paulina Súslova, uma estudante de ideias progressistas. Perdeu muito dinheiro jogando e retornou à Rússia no fim de outubro de 1863, sozinho e sem recursos. Durante este tempo o seu jornal tinha sido proibido, por publicar um artigo sobre a Revolução Polaca de 1863.
Em 1864, conseguiu editar com seu irmão o jornal chamado Epokha ("Época"), no qual publicou Memórias do Subsolo. Seu ânimo acabou após a morte de sua esposa, seguida pouco depois pela de seu irmão. Além disso, seu irmão Mikhail deixou uma viúva, quatro filhos e uma dívida de 25 mil rublos, tendo de sustentá-los. Dostoiévski sustentava também o enteado Pável Issáiev e o irmão Nikolai Dostoiévski, arquiteto formado mas conhecido alcoólatra.
Para fugir da pressão dos credores, resolveram viajar pela Europa. O casal residiu em Dresden (onde Dostoiévski viu o quadro Cristo Morto de Hans Holbein, o Jovem, de grande importância emO Idiota), Genebra, onde nasceu e morreu pouco tempo depois sua primeira filha, Sônia, o que deixou o escritor arrasado; Milão, Florença e novamente em Dresden, onde nasceu a segunda filha do casal, Liubóv. Em 1868 escreveu O Idiota e, em 1871, terminou Os Demônios, publicado no ano seguinte. A ideia inicial de O Idiota surgiu de uma notícia de jornal sobre uma jovem de quinze anos, Olga Umetskaya, que colocou fogo na casa da família após sofrer anos de maus tratos e espancamentos. A personagem Nastássia Filipóvna foi baseada nela. Já Os Demôniossurgiu do assassinato do jovem I. I. Ivanov, que queria abandonar uma organização radical e foi morto pelos colegas, comandados por Sergey Nechayev. Netcháiev era um conhecido radical, ligado a Mikhail Bakunin, que depois o rejeitou por horror aos seus métodos políticos escusos.
A partir de 1873 publicou em jornal Diário de um Escritor, que escreveu sozinho, compilando histórias curtas, artigos políticos e críticas literárias, obtendo grande sucesso. Em 1875, publicou O Adolescente, na prestigiada revista Os Anais da Pátria. O romance foca em um tema que sempre tinha preocupado o escritor: as famílias acidentais. Esta publicação seria interrompida em 1878 para dar início à elaboração do seu último romance, Os Irmãos Karamazov, que foi publicado em grande parte no jornal russo O Mensageiro.
Em 1880 participou da inauguração do monumento a Aleksandr Pushkin em Moscou, onde proferiu um discurso memorável sobre o destino da Rússia no mundo. Em 8 de novembro desse ano, termina Os Irmãos Karamazov, em São Petersburgo. Morreu nesta cidade, em 9 de fevereiro de 1881, de uma hemorragia pulmonar associada com enfisema e ataque epiléptico. Foi enterrado no Cemitério Tijvin, dentro do monastério Alexander Nevsky em São Petersburgo. Estima-se que o funeral foi assistido por cerca de sessenta mil pessoas. Em sua lápide podem-se ler os seguintes versos de São João, que também serviu como subtítulo de seu último romance, Os Irmãos Karamazov:
"Na verdade, na verdade vos digo que, se o grão de trigo, caindo na terra, não morrer, fica ele só; mas se morrer, dá muito fruto."
Evangelho segundo João, 12:24
