במהלך תקופת מאסרו החמירו התקפי האפילפסיה מהם סבל דוסטויבסקי. ההתקף החמור הראשון אודותיו קיימת עדות בדו"חות רפואיים מבית הכלא אירע בשנת 1850. ההתקף השני אירע כשלוש שנים לאחר מכן, ומאז חזרו ההתקפים בתדירות של אחת לחודש. דוסטויבסקי סיים לרצות את עונשו ב-15 בפברואר 1854.
לאחר שחרורו התגייס דוסטויבסקי כטוראי פשוט לגדוד הקו השביעי ושירת במצודה בסמיפלטינסק (Semipalatinsk), כיום בקזחסטן. בין השנים 1854 ל-1856 כתב כמה שירים בנימה פטריוטית, שאחד מהם הוקדש להכתרתו של הצאר אלכסנדר השני. בשנת 1855 פגש דוסטויבסקי את מריה דמיטרייבנה איסאייב (Isaev), צעירה בת 27 שהייתה נשואה לאלכוהוליסט. השניים החלו ברומן, והתחתנו בפברואר 1857 לאחר מות בעלה.
השיבה לזירה הספרותית.
בשנת 1859 עזב דוסטויבסקי את הצבא וחזר עם אשתו לסנקט פטרבורג. בנובמבר ודצמבר של אותה השנה התפרסם במגזין "רשימות המולדת" הסיפור הכפר סטפאנצ'יקובו ותושביו, שבכתיבתו החל דוסטויבסקי בתחילת 1858.
בין השנים 1861 ל-1863 הוא ניהל ירחון בשם "Вре́мя” ("זמן" ברוסית) יחד עם אחיו מיכאיל. דוסטויבסקי פרסם מאמרים פרי עטו וקטעים מיצירות שעדיין לא סיים כמעט בכל גיליון. בעיתון זה הוא פרש לראשונה את השקפתו החדשה, המתמקדת בנפש הרוסית ובמאפיינים הייחודיים של רוסיה לעומת האוניברסליזם המערבי. בגיליונות הראשונים של הירחון פרסם דוסטויבסקי את הרומן רשימות מבית המוות, שיצא לאור כספר בשנת 1862. באותו ירחון התפרסם גם הרומן החלכאים והנדכאים. הירחון "Вре́мя" זכה לפופולריות רבה. בשנה הראשונה להוצאתו היו לו כ-2,300 מנויים. שנה לאחר מכן הוא הגיע לתפוצה של יותר מ-4,000 מנויים. באותה שנה החל המגזין לרשום רווחים.
בקיץ 1862 נסע דוסטויבסקי לחו"ל בפעם הראשונה. במשך תקופה של חודשיים וחצי הוא ביקר בצרפת, בריטניה, איטליה, גרמניה ושווייץ, טיול שיניב לאחר מכן את רשימות חורף על רשמי קיץ. במשך טיול זה פיתח דוסטויבסקי התמכרות להימורים, שליוותה אותו שנים רבות לאחר מכן. הוא היה משוכנע כי מצא שיטה בטוחה להרוויח ממשחקי רולטה, ולאחר שהפסיד כספים, פנה אל ידידיו ומכריו, בהם גם הסופר איוון טורגנייב, בבקשה להלוואות וסיוע כספי. בשנים 1862–1863 ניהל דוסטויבסקי רומן עם אפולינאריה (פולינה) סוסלובה, ששימשה לאחר מכן מודל לדמות של קטרינה איוונובנה ב"החטא ועונשו".
הירחון "Вре́мя" של דוסטויבסקי נסגר על ידי השלטונות לאחר שפרסם באפריל 1863 מאמר בנוגע להתקוממות שהתרחשה באותו הזמן בפולין. לדברי דוסטויבסקי, כפי שמעיד אחיו אנדריי, היה זה מאמר פטריוטי שלא הובן כראוי במוסקבה. לאחר שאי ההבנה הובהרה, אושר לאחים דוסטויבסקי לחזור ולהוציא מגזין לאור. ב-1864 הקימו פיודור ומיכאיל דוסטויבסקי ירחון נוסף בשם "Эпо́ха" ("התקופה"), שיצא לאור לראשונה במרץ של אותה שנה. בגיליון הראשון של הירחון פרסם דוסטויבסקי את החלק הראשון של ספרו כתבים מן המרתף. זמן קצר אחר כך נפטרה אשתו מריה דימטריבונה, אובדן שגרם לו זעזוע קשה. ביולי 1864 נפטר גם אחיו מיכאיל.
לאחר מות אחיו לקח על עצמו דוסטויבסקי לדאוג לאלמנתו ולילדיו. מצבו הכלכלי באותה תקופה הלך והידרדר, והוא שקע בחובות. הוא נאלץ לסגור את "Эпо́ха", שמעולם לא הגיע לתפוצה של הירחון הקודם בניהולו. התמכרותו להימורים עלתה לו בכספים רבים, והוא נאלץ לברוח מנושיו למערב אירופה, שם החל שוב ברומן עם אפולינאריה סוסלובה, שסירבה להצעת הנישואים שלו.
גלות שנייה ושיבה לרוסיה.
כדי לעמוד בהתחייבויות הכספיות שלו כתב ופרסם דוסטויבסקי את הרומן החטא ועונשו בשנים 1865–1866. הוא מכר את כל הזכויות על הספרים שפרסם עד אז למוציא לאור בשם סטלובסקי תמורת 3,000 רובל בלבד. מלבד הזכויות על הספרים הקודמים התחייב דוסטויבסקי לספק לסטלובסקי רומן חדש עד נובמבר 1866. במסגרת העבודה על רומן זה, שיצא לאור בשם המהמר, פגש דוסטויבסקי את אשתו השנייה, אנה גריגורייבנה סאניטקינה. אנה בת העשרים החלה לשמש כקצרנית ורשמת עבור דוסטויבסקי ב-4 באוקטובר 1866. זמן קצר קודם לכן סיימה אנה לקרוא את החטא ועונשו, ונמנתה עם מעריציו של הסופר. השניים התחתנו בפברואר 1867, וחודשיים לאחר מכן נסעו לחו"ל, זמן קצר אחרי ששניים מנושיו של דוסטויבסקי הגישו תביעות נגדו.
אנה הייתה בת למשפחה אמידה, ודוסטויבסקי ניסה לעיתים קרובות לשכנע אותה לבקש כסף ממשפחתה. במהלך ביקור בבאדן שבגרמניה הוא הפסיד בהימורים את כל כספם, ולאחר מכן מישכן חלק מתכשיטיה של אשתו על מנת להמשיך להמר. מצב עניינים זה נמשך עד שאנה הצליחה לחסוך מספיק כסף למעבר של השניים לז'נבה, שם לא היה קזינו, באוגוסט 1867. בפברואר 1868 נולדה לזוג בת בכורה, אך היא נפטרה לאחר שלושה חודשים. בתם השנייה, ליובוב, נולדה ב-1869 בדרזדן. בשנה זו השלים דוסטויבסקי את הרומן אידיוט, ושנה לאחר מכן פרסם את הרומן הבעל הנצחי.
בשנת 1871 חזרו בני הזוג לסנקט פטרבורג. בתקופה זו החל המזל להאיר להם פנים: דוסטויבסקי הוציא לאור את הרומן שדים ב-1873 במימון עצמי, והספר זכה להצלחה רבה. בשנים 1873–1874 הוא שימש עורך של השבועון השמרני "האזרח", שהיה בבעלות הנסיך משצ'יסקי, משרה שהעניקה לו הכנסה נאה. את רוב 1875 בילו בני הזוג דוסטויבסקי בעיירה סטאראיה רוסה, אותה עזבו בספטמבר בחזרה לסנקט פטרבורג, שם החל דוסטויבסקי לפרסם באופן חודשי את "יומן הסופר", ירחון בן 16 דפים שכתב לבדו. באותה השנה נולד לבני הזוג בן נוסף, מיכאיל, שנפטר בגיל שלוש מקדחת.
במשך מרבית שנות ה-70 של המאה ה-19 נהג דוסטויבסקי להתעורר בשעה שתיים בצהריים, לשתות כוס תה ולקרוא את העיתון תוך שהוא מעשן סיגריה מגולגלת. אחרי התה הוא היה מקבל אורחים, ובשעה שלוש בצהריים אוכל ארוחה קלה, עמה היה לוגם כוס וודקה ולועס לחם שחור. לאחר מכן היה נוהג לצאת לטיול רגלי, ולרוב עוצר בבית הדפוס. הוא היה חוזר הביתה בשש בערב, אוכל ארוחת ערב עם המשפחה ומשכיב את הילדים לישון. לאחר מכן היה מתיישב לעבוד, ולעיתים היה כותב עד שעות הבוקר המוקדמות. בשנת 1880 סיים את יצירתו האחים קרמזוב, שהתפרסמה קודם לכן בחלקים בעיתון "רוסקי ווסטניק" (השליח הרוסי).
דוסטויבסקי נפטר ב-9 בפברואר (28 בינואר לפי הלוח הישן) 1881 ונקבר בבית העלמין טיחבין במנזר אלכסנדר נבסקי בסנקט פטרבורג.
יצירתו של דוסטויבסקי.
מבחינה היסטורית ספרותית, נחשב דוסטויבסקי לחלק מהזרם הריאליסטי, אך הריאליזם של דוסטויבסקי הוא מיוחד במינו: זהו ריאליזם נפשי, ששואב את כוחו מהדיוק הרב של האבחנות הפסיכולוגיות, ומאופן התיאור של חיי הרגש לעומת הפרטים החיצוניים. הפילוסוף המרקסיסטי והמבקר הספרותי ג'רג' לוקאץ' מבחין כי בעוד פאוסט, וילהלם מייסטר, והדמויות המרכזיות שעיצב בלזק, נאלצים להתמודד עם בעיות ומכשולים – הם אינם נהפכים למכשול בעצמם. "רק כאשר האינדיבידואל פונה פנימה, רק כאשר אינו מצליח למצוא לעצמו נקודת ארכימדס במהלך המאורעות החברתיים או בשאיפה אגואיסטית מוחשית, מופיעה בעיית הניסוי העצמי בנוסח דוסטויבסקי".
חוקר הספרות וההוגה הרוסי מיכאיל בכטין טען כי דוסטויבסקי יצר רומן מסוג חדש, שהוא מגדיר כרומן פוליפוני (בכטין משתמש גם במונח "הטרוגלסיה" כדי לתאר את המאפיין הבולט של רומן מסוג זה). הרומן הפוליפוני של דוסטויבסקי, לפי בכטין, מתאפיין בריבוי קולות אוטונומיים ולעיתים מנוגדים, שמופיעים ברומן כהשקפה עצמאית שאינה תלויה או משועבדת לעמדתו האידאולוגית של הסופר עצמו. כך, דמויות כמו סווידריגאילוב בהחטא ועונשו או סטאברוגין בשדים מייצגות עמדות ברורות ומובחנות מעמדתו של דוסטויבסקי, עמדות שזוכות לפיתוח מלא במהלך הסיפור ואינן משמשות כקול משני שאמור להאיר את הרעיון המרכזי. מעבר לכך, "קול" של דמות לעולם לא יישמע לבד, אלא תמיד על ידי התנסחות עם "קול אחר", פנימי או חיצוני. כך מציג דוסטויבסקי קיום בו־זמני של תודעות שונות, אשר אינן שואפות להתמזגות או לסתירה. קיום בו־זמני, קיום של זה לצד זה, בעת ובעונה אחת.
מאפיין נוסף שמוצא בכטין ברומנים של דוסטויבסקי הוא מוטיב ה"קרנבל". מושג זה, שמופיע בעבודתו של בכטין על הסופר והכומר הצרפתי פרנסואה רבלה, קשור לריבוי האירועים ולדחיסותם מבחינת הזמן והמקום (האירועים העיקריים בהחטא ועונשו מתרחשים בפרק זמן של כשבועיים, בחלק מצומצם מאוד של סנקט פטרבורג), ולהיפוך של הסדר החברתי. אווירת הקרנבל משמשת אנטיתזה למציאות היומיומית המוכרת, ויוצרת תחושה של "הכל יכול לקרות" – כפי שאכן קורה לעיתים קרובות ברומנים של דוסטויבסקי. הקרנבל מאתגר את הנורמות של "החיים הרגילים" וכך בטל בקרנבל כל סדר היררכי מצורה זאת. הקרנבל מדגיש את השוני, את האחרות, את מה שנדחק אל השוליים ודוכא בחיי היום־יום. אנו יכולים לראות היבט זה בהגותו של דוסטויבסקי, ראשית כל על ידי הפוליפוניה העוצמתית שקיימת בזאת. ריבוי קולות שאינם מתמזגים ואינם משמשים כשופר לתודעתו של המחבר-סופר. כל הקולות "שווי ערך", כל קול עומד בפני עצמו ולא משועבד לקולות אחרים. כך בעצם בטלה סמכותו של "המרכז" האימנתי, ומתאפשר פתח לקולות "שוליים" יותר. חשוב גם הוא ליצירותיו של דוסטויבסקי הוא דמות הכפיל-מדיח. לרוב גיבוריו קיימת דמות כפיל-מדיח אשר מאתגרת את דמותו, ויוצרת עימות עם תודעתו.
על אף השאלות שמעסיקות את דוסטויבסקי – התוקף של מושגים כמו טוב ורע, אמונה באלוהים והדרך לגאולה – נראים לנו כיום יותר כמושגים פילוסופיים מאשר מעשיים. ברוסיה של המאה ה-19 שאלות אלה ריחפו בחלל האוויר, ובוודאי עוררו עניין ציבורי. באיגרת ששלח לעורך העיתון "רוסקי וסטניק" (הכרוז הרוסי), שבו תכנן להדפיס את הרומן "החטא ועונשו", כתב דוסטויבסקי: