Дмитрий Наркисович Мамин-Сибиряк родился 25 октября 1852 год в посёлке Висимо-Шайтанского завода, ныне — посёлок Висим, в семье заводского священника Наркиса Матвеевича Мамина. Его сестра Елизавета в августе 1878 года была зачислена сразу в третий класс Екатеринбургской первой женской гимназии. Младший брат — В. Н. Мамин, депутат II Государственной думы. Дмитрий получил домашнее образование, затем учился в Висимской школе для детей рабочих, позднее — в духовном училище и в Пермской духовной семинарии, до 1872 года, полный курс не окончил.
В 1872 году поступил в Императорскую медико-хирургическую академию на ветеринарное отделение. С 1874 года ради заработка писал для газет отчёты о заседаниях научных обществ. В 1876 году, не окончив академии, перешёл на юридический факультет Санкт-Петербургского университета. Проучившись год, вынужденно оставил университет из-за материальных трудностей и резкого ухудшения здоровья.
Летом 1877 года вернулся к родителям. В следующем году умер отец, и вся тяжесть забот о семье легла на Дмитрия. Чтобы дать образование братьям и сестре и суметь заработать, переехал в крупный культурный центр — Екатеринбург, где женился на Марии Якимовне Алексеевой, ставшей для него не только женой и другом, но и прекрасным советчиком по литературным вопросам. В эти годы будущий писатель совершил много поездок по Уралу, изучал литературу по истории, экономике, этнографии Урала, знакомился с народной жизнью.
С начала 1880-х годов занимался литературным трудом, неоднократно выезжал в Санкт-Петербург.
В 1890 году развёлся с первой женой, после чего жил в гражданском браке с артисткой Екатеринбургского драматического театра Марией Абрамовой и переехал в Санкт-Петербург. В 1892 году 28-летняя Абрамова умерла при родах, оставив больную хореей дочь Алёнушку на руках потрясённого этой смертью отца Своей дочери Дмитрий Наркисович посвятил цикл своих произведений для детей, который он так и назвал: «Алёнушкины сказки». Не без труда добился писатель прав на отцовство, и в итоге Елена Дмитриевна Мамина была признана законной дочерью Мамина-Сибиряка. Она прожила недолгую жизнь, как и её мать: в 1914 году скончалась от туберкулёза.
Дмитрий Наркисович 4 августа 1911 года перенёс кровоизлияние в мозг, паралич руки и ноги. Летом 1912 года вновь заболел плевритом.
Скончался 2 ноября 1912 года в Санкт-Петербурге. Похоронен на Никольском кладбище Александро-Невской лавры, через два года рядом похоронили его дочь; в 1956 году оба перезахоронены на Литераторских мостках Волковского кладбища.