Το 1843 αποχωρώντας οριστικά από αυτό το επάγγελμα έλαβε την απόφαση να ασχοληθεί αποκλειστικά με τη λογοτεχνία. Αυτό δεν ήταν παρά το αποτέλεσμα μίας μακράς πορείας, η οποία ξεκινούσε από τα χρόνια της σχολικής εκπαίδευσής του: σταθερός ήταν ο προσανατολισμός του στη λογοτεχνία.
Τον Απρίλιο του 1849 ο Ντοστογιέφσκι συνελήφθη και πέρασε από έκτακτο στρατοδικείο. Η κατηγορία ήταν για συμμετοχή σε προδοτική συνωμοσία. Την άνοιξη του 1849 είχε προσχωρήσει σε μια πολιτικοφιλοσοφική λέσχη που έγινε γνωστή ως κίνηση Πετρασέφσκι ή οι Πετρασέφσκηδες. Η ποινή που επιβλήθηκε στον Ντοστογιέφσκι ήταν τέσσερα χρόνια καταναγκαστικά έργα και στρατιωτική υπηρεσία ως απλός στρατιώτης για απροσδιόριστο χρονικό διάστημα. Στο δικαστήριο δεν αρνήθηκε ούτε τις φιλελεύθερες πεποιθήσεις του ούτε το ενδιαφέρον του για τον ουτοπικό σοσιαλισμό, ιδιαίτερα για τις ιδέες του Σαρλ Φουριέ ή τη διαμαρτυρία του για πολλά φαινόμενα της ρωσικής πραγματικότητας. Παρουσίασε τον εαυτό του ως έναν «αφελή-έντιμο ανθρωπιστή και λόγιο ο οποίος απέβλεπε στο γενικό καλό της ανθρωπότητας», κυρίως όμως ήθελε μέσα από την πλούσια βιβλιοθήκη των Πετρασέφσκι «να γνωρίσει τα νεότατα λογοτεχνικά ρεύματα της Ευρώπης».
Το δικαστήριο δεν δέχθηκε αυτή του την εξήγηση και «ίσως είχε τους λόγους του να είναι δύσπιστο»[9] Έτσι από μεταγενέστερες μαρτυρίες είναι λ.χ. Γνωστό ότι συμμετείχε ενεργά στην προσπάθεια λειτουργίας παράνομου τυπογραφείου, ενώ «ευκαιριακά είχε δηλώσει πως ήταν διατεθειμένος να πάρει μέρος εν ανάγκη και σε μια ένοπλη εξέγερση». Στις 16 Νοεμβρίου 1849 ο Ντοστογιέφσκι και οι σύντροφοί του δικάστηκαν και καταδικάσθηκαν σε θάνατο. Ακολούθησε ένας πόλεμος νεύρων με εικονικές εκτελέσεις και ατέλειωτες ώρες παραμονής σε μια πλατεία της Πετρούπολης, στις 22 Δεκεμβρίου του 1849, σε αναμονή του εκτελεστικού αποσπάσματος. Η ποινή του μετατράπηκε τελικά σε τετραετή εξορία και καταναγκαστικά έργα στο Ομσκ της Σιβηρίας. Το φθινόπωρο του 1855 έγινε υπαξιωματικός και τον επόμενο χρόνο προήχθη σε αξιωματικό. Τον Μάρτιο του 1859 του επιτράπηκε να επιστρέψει στην Ευρωπαϊκή Ρωσία, όχι όμως ακόμα στις μεγάλες πόλεις. Αυτό θα γίνει τον Δεκέμβριο του 1859. Την περίοδο της στρατιωτικής του θητείας θα κάνει τον πρώτο του γάμο: γνωρίζει και παντρεύεται τον Φεβρουάριο του 1857 την Μαρία Ισάγιεβα που λίγο πριν είχε χηρέψει. Ήταν «μία πραγματικά μορφωμένη και με τον τρόπο της γοητευτική γυναίκα, συνάμα όμως έπασχε από ανίατο πνευμονικό νόσημα, νευρική και ευερέθιστη, προφανώς υστερική, αν όχι ψυχοπαθής.»
Το 1859 επέστρεψε στην Πετρούπολη και εξέδωσε μαζί με τον αδελφό του δύο περιοδικά τα οποία, όμως, δεν σημείωσαν επιτυχία με αποτέλεσμα ο Ντοστογιέφσκι να βρεθεί καταχρεωμένος. Ο μόνος τρόπος γιά να συγκεντρώσει χρήματα και να ξεπληρώσει τα χρέη του ήταν η συγγραφή. Την ίδια περίοδο εκδηλώθηκε το σχεδόν νοσηρό του πάθος για τα τυχερά παιχνίδια-ακριβώς ως αποτέλεσμα αυτής της οικονομικής δυσχέρειας- που τον έφερε στο χείλος της υλικής και της σωματικής καταστροφής. Σε αυτό το διάστημα έγραψε τα καλύτερα του έργα: Ο παίκτης, Οι αδερφοί Καραμαζώφ, Έγκλημα και Τιμωρία, Ο Ηλίθιος, Οι δαιμονισμένοι. Όταν κατάφερε πλέον να ανασάνει από το βάρος των χρεών ανέλαβε τη διεύθυνση του περιοδικού "Πολίτης" και λίγα χρόνια αργότερα εξέδωσε το δικό του περιοδικό, Το Ημερολόγιο Ενός Συγγραφέα, που σε αντίθεση με τις προηγούμενες εκδοτικές εμπειρίες σημείωσε τεράστια επιτυχία.