Фёдор Михайлович Решетников родился в Екатеринбурге. Рано лишился матери, ушедшей от мужа и перебравшейся с 9-месячным сыном в Пермь, оставшись на попечении своего дяди и тётки. В 1851 году был отдан учиться в Пермское уездное училище. В 1855 году привлечён к суду за то, что, как-то разбирая с дядей, почтальоном, полученную почтовую пересылку, потерял важный казённый пакет. После длившегося два года судебного разбирательства был сослан на 3 месяца в Соликамский монастырь на покаяние. Окончив Пермское уездное училище в 1859 году, служил чиновником в Екатеринбурге, где ныне имеется дом-музей и Перми.
В 1863 году переехал в Санкт-Петербург. Служил в департаменте Министерства финансов. Одновременно публиковал в газете «Северная пчела» очерки о жизни социальных низов. При содействии Н. Г. Помяловского в 1864 году сблизился с редакцией «Современника».
В 1865 году совершил длительную поездку на Урал, собирая в Перми, Соликамске, Усолье, Чердыни, Тагиле материалы для задуманной серии этнографических очерков о горнозаводских рабочих. Некоторое время сам работал на Демидовском заводе. Впечатления отразились в романах «Горнорабочие», «Глумовы» и других произведениях.
Постоянная борьба с нуждой и наследственная болезнь способствовали раннему уходу из жизни. Умер от отёка лёгких.
Первому посмертному изданию собраний сочинений Ф.М. Решетникова предшествовал краткий некролог такого содержания:
— Марта 9-го дня в 9 часов 50 минут вечером, скончался наш известный романист Фёдор Михайлович Решетников на 30-м году от рождения. Похороны совершались в субботу 13-го числа, тело усопшего положено на Волковом кладбище…