Εναντιώθηκε στην πολιτική του Τσάρου Νικολάου του Α'. Αυτή του η στάση είχε ως αποτέλεσμα να κατηγορηθεί για συνωμοσία και να καταδικαστεί. Τον Απρίλη 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 το 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». Το δικαστήριο δε δέχτηκε αυτή του την εξήγηση. Από μεταγενέστερες μαρτυρίες είναι γνωστό ότι συμμετείχε ενεργά στην προσπάθεια λειτουργίας παράνομου τυπογραφείου, ενώ είχε δηλώσει πως ήταν διατεθειμένος να πάρει μέρος εν ανάγκη και σε μια ένοπλη εξέγερση. Στις 16 Νοέμβρη 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 Δεκέμβρη του 1849, σε αναμονή του εκτελεστικού αποσπάσματος. Η ποινή του μετατράπηκε τελικά σε τετραετή εξορία και καταναγκαστικά έργα στο Ομσκ της Σιβηρίας.

Τον Μάρτη του 1859 του επιτράπηκε να επιστρέψει στην Ευρωπαϊκή Ρωσία, όχι όμως ακόμα στις μεγάλες πόλεις. Το 1859 επέστρεψε στην Πετρούπολη και εξέδωσε μαζί με τον αδελφό του δύο περιοδικά τα οποία, όμως, δε σημείωσαν επιτυχία, με αποτέλεσμα ο Ντοστογιέφσκι να βρεθεί καταχρεωμένος. Ο μόνος τρόπος για να συγκεντρώσει χρήματα και να ξεπληρώσει τα χρέη του ήταν η συγγραφή. Αρχισε λοιπόν να γράφει συνέχεια και ακούραστα, με αποτέλεσμα να καταφέρει να ζήσει τα τελευταία χρόνια της ζωής του σχετικά άνετα. Σε αυτό το διάστημα έγραψε τα καλύτερά του έργα: «Ο παίκτης», «Οι αδερφοί Καραμαζώφ», «Εγκλημα και Τιμωρία», «Ο Ηλίθιος», «Οι δαιμονισμένοι». Οταν 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. Πέθανε το 1881 στην Πετρούπολη σε ηλικία 60 ετών.

Ο Ντοστογιέφσκι, πέρα από επιληπτικός, υπέφερε σ' όλη του τη ζωή και από ασθένεια των πνευμόνων. Στις 26 Γενάρη του 1881, είχε μια σοβαρή πνευμονική αιμορραγία. Το βράδυ της ίδιας μέρας κάλεσαν τον ιερέα της γειτονικής Εκκλησίας του Αγίου Βλαντίμιρ κι ο Ντοστογιέφσκι εξομολογήθηκε και δέχτηκε τη Θεία Κοινωνία. Οπως γράφει στο «Ημερολόγιό» της η Αννα Γρηγόριεβνα Ντοστογιέφσκι, όταν διαβεβαίωνε τον Ντοστογιέφσκι ότι θα ζούσε ακόμη για πολλά χρόνια, εκείνος της απάντησε: «Οχι, το ξέρω, θα πεθάνω σήμερα! Αναψε μια λαμπάδα, Αννια, και δος μου το Ευαγγέλιο».

Στις 28 Γενάρη (9 Φλεβάρη με το νέο ημερολόγιο), ώρα 8.36 το βράδυ, ο Φιοντόρ Μιχαήλοβιτς Ντοστογιέφσκι πέθανε. Για δύο συνεχείς μέρες, 29-30 του Γενάρη, το διαμέρισμα της Οδού Κουζνέτσνι αριθ. 5 κατακλυζόταν από κόσμο, που συνέρρεε για το τελευταίο «αντίο» - μπροστά στο ξεσκέπαστο φέρετρο στη μέση του γραφείου του - στον πολυαγαπημένο του συγγραφέα. Ολα τα δωμάτια του σπιτιού ήταν κατάμεστα με κόσμο. Μεγάλες μορφές της ρωσικής λογοτεχνίας συνωστίζονταν γύρω από το φέρετρό του. Ο τάφος του Ντοστογιέφσκι βρίσκεται στο Κοιμητήριο Τίχβιν της Μονής Αλεξάντερ Νιέφσκι, στην Αγία Πετρούπολη.

Αλλα έργα του είναι τα μυθιστορήματα: «Ο φτωχόκοσμος», «Λευκές νύχτες», «Ταπεινωμένοι και καταφρονεμένοι», «Αναμνήσεις από το σπίτι των πεθαμένων», «Το υπόγειο». Υπήρξε μέλος της Ακαδημίας Επιστημών και η προσφορά του στην παγκόσμια λογοτεχνία είναι διεθνώς αναγνωρισμένη. Θεωρείται ως ο μεγαλύτερος μυθιστοριογράφος όλων των εποχών και τα έργα του έχουν μεταφραστεί σχεδόν σε όλες τις γλώσσες του κόσμου. Στην Ελλάδα, το έργο του Ντοστογιέφσκι αγαπήθηκε και διαβάστηκε πολύ. Πολλά από τα έργα του έχουν διασκευαστεί και παιχτεί στο ελληνικό θέατρο.