Родился в Саратове в семье священника Гаврилы Ивановича Чернышевского (1793—1861). Учился дома под руководством отца, многосторонне образованного человека. В детстве он получил прозвище «библиофага», то есть пожирателя книг. Начитанность его поражала окружающих. В 1842 поступил в Саратовскую духовную семинарию, время пребывания в которой использовал в основном для самообразования: изучал языки, историю, географию, теорию словесности, русскую грамматику. Не окончив семинарию, в 1846 поступил в Петербургский университет на историко-филологическое отделение философского факультета.