19世纪60年代初，陀氏创作并发表了《死屋手记》和《被欺凌与被侮辱的人们》两部长篇小说。这些作品的发表，恢复了陀氏作家声誉，而以作家本人在苦役期间的经历为基础的《死屋手记》，由于揭开了长期掩藏的“死屋”面纱更产生了广泛的影响，成为陀氏人道主义思想的集中体现。这期间陀氏先后主编《时报》《时代》杂志，发表了大量的政论作品，提出了“根基主义”（почвенничество或译“土壤主义”）的政治文化主张。“根基主义”是对早年思想的一次清理或清算。而长篇随笔《冬天记的夏天印象》（1863），对西方资本主义的社会现实特别是道德堕落予以激烈的批判。
后期生活和创作（1864—1881）：陀思妥耶夫斯基并不像“自然派”作家那样仅仅以批判社会现实为己任，而是试图深入批判人性本身的“恶”，探讨克服“恶”的途径。在作家看来，普遍存在的犯罪和黑暗现象，并不仅仅是社会制度造成的恶果，还存在着更深刻的根源。1864年发表的中篇小说《地下室手记》是其创作社会哲理小说的初步尝试，也是陀氏背叛空想社会主义和理性主义，走向非理性主义的重要果实，是作家由社会批判转向“人的批判”的转折点，同时也是由描写“性格”的形象到描写“思想”的形象的转折点。在这部中篇小说中，陀氏嘲笑了浪漫主义的风花雪月，批判了一切“美好而崇高的东西”。这部小说显示了作家对人性、理性的深入思考，对利己主义、理性主义以及由此发展而成的“合理的利己主义”的猛烈批判。从此开始，大量的道德说教和有关宗教哲学的长篇大论的探讨，日益成为陀氏小说的有机组成部分。长篇小说《罪与罚》（1866）继续了《地下室手记》开始的探索，对社会的批判更加深入，给作家带来了世界声誉，是他的代表作。
1867年春至1871年秋，陀思妥耶夫斯基夫妇客居欧洲4年多。他在国外完成的长篇小说《白痴》（1868—1869）在揭示金钱势力的渗透导致的道德感情的沦丧、家庭纽带的断裂、健全个性的退化、美被亵渎和毁灭等诸多方面，取得了很大的成功。
70年代，陀思妥耶夫斯基完成的长篇小说《群魔》（1872）继续加强对虚无主义的批判。这部作品反映了作家的思想矛盾，但也表现出他对人类精神悲剧的深沉忧思：错误的理论一旦掌握了人，就能把人变成魔鬼。小说涉及的恐怖话题可以说是对20世纪暴力革命和法西斯主义的准确预言。长篇小说《少年》（1875）深刻触及了“偶合家庭”的主题。陀思妥耶夫斯基最后一部长篇巨著是《卡拉马佐夫兄弟》（1880），这是他一生艺术创作的总结，也是陀氏一生思想探索的总结。《卡拉马佐夫兄弟》通过老卡拉马佐夫腐朽荒谬的一生以及三个儿子截然不同的性格和追求，深入探讨了人间罪恶、和谐世界、宗教信仰等方面的问题，揭露了那种企图把人民大众变成“不知罪恶为何物”的畜生的傲慢理论。小说主人公伊凡·卡拉马佐夫不信上帝，主张人可以为所欲为，以至于明知兄长德米特里有可能弑父而不加阻止。伊凡的理论被老卡拉马佐夫的私生子斯蔑尔加科夫接受，并且转化为实际行动，杀死了父亲，抢了钱，并嫁祸于德米特里。伊凡得知真相后，心灵受到极大震动而精神失常。伊凡讲述的关于“宗教大法官”的传奇，以及孩子的眼泪与天国和谐的言论，表明伊凡有一副悲天悯人的情怀，他之主张“为所欲为”，是由于对社会现实和人性本质极端绝望而发出的愤世嫉俗之言。《卡拉马佐夫兄弟》对后世宗教哲学有极其强烈的影响。
在1873年，1876—1877年，1880年和1881年，陀思妥耶夫斯基还以《作家日记》的形式发表了大量的随笔和政论，阐述自己对文学、哲学和社会问题的意见。
