Нижнем Новгороде в семье священника. Отец был хорошо образованным
и уважаемым в городе человеком, членом консистории. Огромная домашняя библиотека способствовала раннему приобщению к чтению.В 1847 Добролюбов поступил в последний класс Нижегородского духовного училища, в 1848 – в Нижегородскую духовную семинарию. В семинарии был первым учеником.
В 1853 оставил семинарию и получил разрешение Синода учиться в Петербургской духовной академии. Однако по приезде в Петербург он сдал экзамены в Главный педагогический институт на историко-филологический факультет, за что был уволен из духовного звания.
В 1854 Добролюбов пережил духовный перелом, который он назвал «подвигом переделыванья» себя. Разочарованию в религии способствовала потрясшая Добролюбова почти одновременная смерть матери и отца, а также ситуация общественного подъема, связанного со смертью Николая I и Крымской войной 1853–1856.
В 1857 Добролюбов блестяще окончил институт, но за вольнодумство был лишен золотой медали.
Добролюбов прямо призывал к освобождению родины от «внутреннего врага», каковым считал самодержавие. Несмотря на многочисленные цензурные купюры, революционный смысл статей Добролюбова был очевиден.
Из-за интенсивной работы и неустроенной личной жизни усилилась болезнь Добролюбова. В 1860 он лечил туберкулез в Германии, Швейцарии, Италии, Франции.
Умер Добролюбов уже в Петербурге 17 (29) ноября 1861.