Dostoyevski, türünün prestijli bir yayını olan ve hem İvan Turgenyev hem de Lev Tolstoy'un çıkış yeri olan aylık edebiyat dergisi "Rus Habercisi"'nden yayıncı Mikhail Katkov'a hikâyesini veya novellasını (o dönemde Dostoyevski, bunu bir roman olarak düşünmüyordu) teklif etti. Ancak Dostoyevski, 1860'ların başında Katkov'la aralarında olan oldukça kırıcı polemiklerini sürdürdü ve derginin sayfalarında hiç bir şey yayımlamadı. Yine de, durumundan dolayı mecbur kalan Dostoyevski, Katkov'a son çare olarak gitti ve önerilen katkı için avans talep etti. 1865 yılının eylül ayında Katkov'a yazdığı bir mektupta Dostoyevski çalışmanın "bazı garip, 'tamamlanmamış' ancak havada kalan fikirlere sahip" bir genç hakkında olduğunu açıkladı ve "radikalizm" ideolojisinin ahlâki ve psikolojik tehlikelerini keşfetme planına başladı. 1865 yılının kasımında yazılan mektuplarda önemli bir kavramsal değişim meydana geldi: "hikâye" bir "roman" haline geldi ve bundan sonra "Suç ve Ceza"'ya yapılan tüm referanslar bir romana yönelikti.

Dostoyevski, hem "Kumarbaz"'ı hem de "Suç ve Ceza"'yı zamanında bitirmek için zaman ile yarışmak zorunda kaldı. Kısa süre sonra ikinci eşi olacak olan stenograf Anna Snitkina, bu görevi sırasında Dostoyevski'ye çok yardımcı oldu. "Suç ve Ceza"'nın birinci parçası, "Rus Habercisi"'nin Ocak 1866 sayısında ve son parçası ise Aralık 1866 sayısında yayımlandı.

Dostoyevski'nin Sovyetler Birliği'nde yayımlanan yazılarının tam baskısında editörler, yazarın "Suç ve Ceza" üzerine çalışırken tuttuğu defterleri, kompozisyonun çeşitli aşamalarına kabaca karşılık gelen bir sırayla yeniden kurguladı ve bastı. Bu işçilerin sayesinde şu an elde metnin ilk iki haliyle birlikte tasarlanan öykünün parçalı bir taslağı, ya da novella, mevcuttur. Bunlar Wiesbaden baskısı, Petersburg baskısı ve nihai plan olarak ayırt edilmiştir ve birinci şahıs anlatıcıdan Dostoyevski tarafından icat edilen üçüncü şahıs formunun yerli çeşitliliğine geçişleri içermektedir. Wiesbaden baskısı, cinayetten sonra anlatıcının tümüyle ahlakî ve psikolojik tepkilerine yoğunlaşmaktadır. Dostoyevski'nin Katkov'a yazdığı mektubunda anlattığı öyküyle kabaca örtüşmektedir.

Dostoyevski'nin ilk versiyou neden terk ettiği, spekülasyon meselesi olmaya devam etmektedir. Joseph Frank'e göre, "Dostoyevski'nin kahramanı, ilk önce tasarlandığı sınırların ötesine geçmeye başlaması" olası bir ihtimaldır. Frank, not defterlerinde Dostoyevski'nin Raskolnikov'un olay örgüsündeki hareketliliğin ilerleyeni olmasıyla karakterin yeni yönlerinin ortaya çıkmasının farkında olduğunu ve romanı bu "metamorfoz" ile uyumlu hale getirdiğini söylemiştir. Böylece Dostoyevski, hikâyeyi "Ayyaşlar  "adlı roman için kurguladığı önceki fikriyle birleştirmeye karar verdi. "Suç ve Ceza"'nın son versiyonu, ancak 1865 Kasım'ında Dostoyevski'nin üçüncü kişi anlatıcıyla romanını yeniden düzenlemeye karar verdiğinde ortaya çıktı. Karar verdikten sonra Dostoyevski eserini sıfırdan yeniden yazmaya başladı ve ilk el yazması metinlerin bölümlerini nihai metne kolayca entegre edebildi; Frank, Dostoyevski'nin, Wrangel'e söylediği gibi, daha önce yazdığı hiçbir şeyi yakmadığını söyledi.

Nihai taslak, "Rus Habercisi" editörleriyle yaşanan bir çatışma dışında sorunsuz bir şekilde ilerledi. Dostoyevski'nin Katkov'a teslim ettiği el yazması kaybolduğundan editörlerin asıl neye itiraz ettiği belli değil.

Eski bir hukuk öğrencisi olan Rodion Romanoviç Raskolnikov, Saint Petersburg'daki küçük, kiralık bir odada aşırı yoksulluk içinde yaşamaktadır. Kendini destekleyecek tüm girişimlerden vazgeçmiştir ve yaşlı bir tefeci olan Alyona İvanovna'yı soymak ve öldürmek için bir plân tasarlar. Plânı tasarlarken ailesinin küçük servetini israf eden sarhoş Semen Zaharoviç Marmeladov ile tanışır. Marmeladov, ona ailesini geçindirmek için fahişe olmayı seçmiş olan genç kızı Sonya'yı anlatır. Raskolnikov, annesinden Saint Petersburg'a ziyarette bulunacaklarından bahseden bir mektup alır ve mektupta ayrıca Raskolnikov'un kız kardeşi Dunya'nın mürebbiye olarak çalıştığı yerde kötü niyetli patronuyla olan sorunları de ele alınmıştır. Savunmasız durumundan kaçmak ve kardeşine yardım etme umuduyla Dunya zengin bir taliple evlenmeyi seçer. Raskolnikov, kız kardeşinin bu fedakârlığına içten içe öfkelenir ve bunu, Sonya'nın yapmak zorunda kaldığı şeyle aynı görür.

Üzerine çok fazla kafa yorduktan sonra Raskolnikov, Alyona İvanovna'nın dairesine gidip onu baltayla öldürür. Ayrıca suç mahalinde tesadüfen bulunan Alyona'nın üvey kız kardeşi Lizaveta'yı da öldürür. Yaptıklarından sarsılmış bir hâlde olan Raskolnikov, bir avuç dolusu eşyayla küçük bir çanta çalar ve tefecinin pahalı eşyalarına dokunmaz. Raskolnikov ardından kaçar ve bir dizi tesadüf eseri sonucu görünmeden ve fark edilmeden oradan ayrılmayı başarır.

Raskolnikov  acemice işlediği cinayetten sonra ateşli bir haleti ruhiye içine bürünür ve cinayet üzerine saplantı derecesinde endişelenmeye başlar. Çalıntı eşyalarla cüzdanı bir kayanın altına saklar ve kıyafetini kandan veya herhangi bir kanıttan temizlemek için umutsuz bir şekilde çabalar. Kısaca eski arkadaşı Razumihin'i çağırmadan önceki birkaç gün ateşler içinde yanar. Ateşinin çıktığı ve düştüğü sonraki günlerde Raskolnikov, kendisini açığa çıkarmayı isteyecek şekilde davranmaya başlar. Şehirde herkesin artık haberdar olduğu ve hakkında konuştuğu tefeci cinayetinden kim bahsederse tuhaf davranışlar sergiler. Hezeyanları sırasında Raskolnikov, kendisi ve cinayetle olan bağı hakkında daha fazla dikkat çekecek şekilde Saint Petersburg'u dolaşır. Şehri dolaştığı yürüyüşlerinin birinde caddede binek arabasının ölümcü bir şekilde çiğnediği Marmeladov'u görür. Adama yardım etmek için acele eder ve yaralı adamı dairesine taşımayı başarır. Marmeladov , kendisini affetmesi için çağırdığı kızı Sonya'nın kollarında ölür. Raskolnikov, annesinin kendisine yolladığı paradan kalan son yirmi rubleyi Marmeladov'un veremli karısı Katerina İvanovna'ya verir ve bu paranın arkadaşından aldığı borcun geri ödemesi olduğunu söyler.

Bu arada Raskolnikov'un annesi Pulheriya Aleksandrovna ve kız kardeşi Avdotya Romanovna (Dunya) şehre gelmiştir. Dunya, o zamana kadar Svidrigaylov ailesi için bir mürebbiye olarak çalışmış ancak aile lideri Arkadiy İvanoviç Svidrigaylov tarafından işini bırakmaya zorlanmıştır. Svidrigaylov, Dunya'nın fiziki güzellikleri ile feminen özelliklerinden hoşlanmış ve ona zenginlik ve birlikte kaçmayı önermiştir. İncinen Dunya, Svidrigaylov ailesini terk ederek gelirini kaybeder ve mütevazı gelire sahip ve rütbeli bir adam olan Pyotr Petroviç Lujin ile tanışmıştır. Lujin, Dunya'ya evlilik teklifinde bulunmuş, annesiyle onu maddi sıkıntılardan kurtaracağını söylemiş ve teklifi çabuk ve sorgulamadan kabul etmesi şartını koşmuştur. Bu sebeple Dunya ve annesi, St. Petersburg'a hem Lujin ile görüşmek hem de Raskolnikov'un onayı almak için gelirler. Raskolnikov hezeyanlar geçirdiği bir sırada Lujin tarafından çağrılır ve kendini ahmâk, tepeden bakan ve küstâh biri olarak sunar. Raskolnikov, Lujin'i kız kardeşine uygun bir koca adayı olarak görmez ve reddeder. Kız kardeşinin de ailesine yardım etmesi için Lujin'e evet dediğini fark eder.

Roman ilerledikçe Raskolnikov, cinayetten sadece psikolojik nedenlerden ötürü kendisinden şüphelenmeye başlayan Dedektif Porfiriy ile tanışır. Aynı zamanda Raskolnikov ve Sonya arasında saf bir ilişki oluşur. Sonya, bir fahişe olsa da Hristiyan erdemleriyle doludur ve bu işi yapmasının tek sebebi ailesinin yoksulluğudur. Bu arada, Razumihin ve Raskolnikov, Dunya'nın Lujin ile ilişkisini sürdürmesini engellemeyi başarır. Bu noktada vilayetten Petersburg'a Dunya'yı aramak için gelen Svidrigaylov sahnede görünür. Karısı Marfa Petrovna'nın öldüğünü ve Dunya'ya karşılıksız çok büyük miktarda para ödemeye hazır olduğunu belirtir. Dunya haberi duyunca hıyanetinden şüphelendiği Svidrigaylov'u reddeder.

Raskolnikov ve Porfiriy görüşmeye devam ettikçe Raskolnikov, suçunu açığa çıkarma dürtüsü içindedir. Porfiriy, adamın suçlu olduğundan gittikçe emin olur fakat elinde bu şüpheyi destekleyecek somut bir kanıt veya tanık yoktur. Dahası, başka bir adam sorgulama ve tutuklama altında suçu işlediğini kabul eder. Bununla birlikte, Raskolnikov'un sinirleri daha da bozulur ve asla gerçek anlamda mahkûm edilemeyeceğini bilmesine rağmen suçunu itiraf etme fikriyle sürekli mücadele eder. Destek almak için Sonya'ya gider ve suçunu ona itiraf eder. Tesadüfen, Svidrigaylov, Sonya'nın yanındaki bir odaya yerleşmiştir ve bütün itirafa kulak misafiri olur. Raskolnikov'la yüz yüze geldiği zaman Svidrigaylov, gerçeği bildiğini itiraf eder ve ihtiyaç duyması halinde bu bilgiyi onun aleyhinde kullanabileceğini öne sürer. Ayrıca kendi geçmişi hakkında konuşur ve Raskolnikov, Svidrigaylov'un birkaç cinayet işlediğine dair söylentilerin doğru olduğundan şüphelenir. Dunya ile daha sonraki bir sohbetinde Svidrigaylov, karısının ölümünde parmağının olduğuna dair söylentiyi reddeder.

Raskolnikov bu noktada tamamen kopmuştur artık. Sonya tarafından itiraf etmesi için teşvik edilir ve Svidrigaylov'un ifadesi onu potansiyel olarak mahkûm edebilir. Üstelik Porfiriy, Raskolnikov'u şüpheleriyle karşı karşıya getiririr ve itiraf ederse cezasının önemli ölçüde hafifletileceği konusunda ona güvence verir. Bu arada Svidrigaylov, Dunya'yı baştan çıkarmaya çalışır ama kızın kendisini asla sevmeyeceğini anladığında gitmesine izin verir. Daha sonra bir geceyi kargaşa içinde geçirir ve sabah kendini vurur. Aynı sabah, Raskolnikov tekrar kendisini itiraf etmeye ve vicdanını temizlemeye zorlayan Sonya'ya gider. Svidrigaylov'un intihar haberini öğrendiği karakola gider. Bir an tereddüt eder, mükemmel bir suçla tekrar kaçabileceğini düşünür ancak Sonya tarafından itiraf etmesi için ikna edilir.

Epilog kısmında Raskolnikov'un Sibirya'da sekiz yıllık esaret cezası aldığı ve Sonya'nın da onun peşinden gittiği yazılır. Dunya ile Ramuzihin evlenir ve romanın sonunda mutlu bir sona kavuşurlar. Raskhnikov'un annesi Pulheriya ise oğlunun durumuyl