родился в саратове в семье священника гаврилы ивановича чернышевского (1793—1861). учился дома под руководством отца, многосторонне образованного человека. в детстве он получил прозвище «библиофага», то есть пожирателя книг. начитанность его поражала окружающих. в 1842 поступил в саратовскую духовную семинарию, время пребывания в которой использовал в основном для самообразования: изучал языки, , , теорию словесности, грамматику. не закончив семинарию, в 1846 поступил в петербургский университет на -филологический факультет.
за годы учёбы в университете были выработаны основы мировоззрения, чернышевский сознательно готовит себя к революционной деятельности, делает первые попытки писать художественные произведения. в 1850 окончив курс кандидатом, получает назначение в саратовскую гимназию и весной 1851приступает к работе. здесь молодой учитель использует свое положение для проповеди революционных идей.
в 1874 году ему официально предложено освобождение, но он отказывается подать прошение о помиловании. организатором одной из попыток освобождения чернышевского из ссылки был г. а. лопатин. в 1875 освободить чернышевского попытался и. н. мышкин. в 1883 чернышевского перевели в астрахань (по некоторым данным, в этот период переписчиком у него работал к. м. фёдоров). хлопотам семьи, в июне 1889 переезжает в саратов, но уже осенью того же года умирает от кровоизлияния в мозг. был похоронен в городе саратове на воскресенском кладбище.
