Известно време (1851 – 1853 г.) преподава руски език и литература в Саратовската гимназия. През 1853 г. се запознава с бъдещата си съпруга и след женитбата си същата година се преселва в Петербург. В столицата Чернишевски става сътрудник на ляволибералните (почти радикални) списания „Отечественные записки“ и „Современник“.
Върху формирането на мирогледа на Чернишевски силно влияят класиците на немската философия, английската политическа икономия и френския утопичен социализъм. Особено силно е влиянието на Висарион Белински и Александър Херцен. При завършването на университета той вече е убеден философ-материалист, демократ с радикални убеждения и привърженик на утопичния социализъм.
Журналистическата дейност на Чернишевски е насочена към решаване на обществените проблеми в Русия чрез ликвидиране на крепостничеството. В печата публикува историко-литературни и литературно-критични статии, защитава реализма в литературата и утвърждава тезата, че литературата трябва да служи на интересите на народа.
След 1857 г. цялото му внимание е насочено към икономическите и политически проблеми в Русия. Заедно с Херцен става един от създателите на народничеството. Влиянието на Чернишевски в руското общество нараства силно особено след отмяната на крепостничеството на 19 февруари1861 г. В най-известното си произведение – романа „Какво да се прави“ (1862 – 1863 г.) Чернишевски описва живота на хората от новото общество – „разумните егоисти“, които живеят от своя труд и по нов начин устройват своя семеен живот и живота в обществото.
Заради своята политическа и литературна дейност Чернишевски е арестуван и осъден през 1864 г. на 7 години каторга и вечно заселване в Сибир. След като изтърпява каторжното наказание, през 1871 г. той е заселен във Вилюйската крепост, където живее до 1883 г., когато му е разрешено да живее в Астрахан под постоянен полицейски надзор.
През юни 1889 г. Чернишевски получава разрешение да живее в родния си град Саратов, където умира на 29 октомври същата година.
Произведения
Романи
1862−1863 – Что делать? Из рассказов о новых людях
1863 – Повести в повести (незавършен)
1867−1870 – Пролог. Роман из начала шестидесятых годов.
1879−1884 – Отблески сияния.
Повести
1848 – Теория и практика
1848 – Пониманье (Не судите)
1863 – Алферьев
1871 – История одной девушки
1886 – Вечера у княгини Старобельской
Разкази
1863 – Потомок Барбаруссы. Исторический рассказ
1864 – Мелкие рассказы
1871 – Знамение на кровле (По рассказу очевидца)
1875 – Академия Лазурных гор
Пиеси
1871 – Драма без развязки
1872 – Мастерица варить кашу. Пастораль в одном действии
1872 – Великодушный муж
Литературна критика
1850 – О „Бригадире“ Фонвизина. Кандидатская работа.
1854 – Об искренности в критике.
1854 – Песни разных народов.
1854 – Бедность не порок. Комедия А. Островского.
1855 – Сочинения Пушкина.
1855−1856 – Очерки гоголевского периода русской литературы.
1856 – Александр Сергеевич Пушкин. Его жизнь и сочинения.
1856 – Стихотворения Кольцова.
1856 – Стихотворения Н. Огарёва.
1856 – Собрание стихотворений В. Бенедиктова.
1856 – Детство и отрочество. Военные рассказы графа Л. Н. Толстого.
1856 – Очерки из крестьянского быта А. Ф. Писемского.
1857 – Лессинг. Его время, его жизнь и деятельность.
1857 – „Губернские очерки“ Щедрина.
1857 – Сочинения В. Жуковского.
1857 – Стихотворения Н. Щербины.
1857 – „Письма об Испании“ В. П. Боткина.
1858 – Русский человек на rendez-vous. Размышления по прочтении повести г. Тургенева „Ася“.
1860 – Собрание чудес, повести, заимствованные из мифологии.
1861 – Не начало ли перемены? Рассказы Н. В. Успенского. Две части.
Публицистика
1856 – Обзор исторического развития сельской общины в России Чичерина.
1856 – „Русская беседа“ и её направление.
1857 – „Русская беседа“ и славянофильство.
1857 – О поземельной собственности.
1858 – Откупная система.
1858 – Кавеньяк.
1858 – Июльская монархия.
1859 – Материалы для решения крестьянского вопроса.
1859 – Суеверие и правила логики.
1859 – Капитал и труд.
1859−1862 – Политика. Ежемесячные обзоры заграничной политической жизни.
1860 – История цивилизации в Европе от падения Римской империи до Французской революции.
1861 – Политико-экономические письма к президенту Американских Соединенных Штатов Г. К. Кэри.
1861 – О причинах падения Рима.
1861 – Граф Кавур.
1861 – Непочтительность к авторитетам. По поводу 'Демократии в Америке' Токвиля.
1861 – Барским крестьянам от их доброжелателей поклон.
1862 – В изъявление признательности Письмо к г. З<ари>ну.
1862 – Письма без адреса.
1878 – Письмо сыновьям А. Н. и М. Н. Чернышевским.
Мемоари
1861 – Н. А. Добролюбов. Некролог.
1883 – Заметки о Некрасове.
1884−1888 – Материалы для биографии Н. А. Добролюбова, собранные в 1861–1862.
1884−1888 – Воспоминания об отношениях Тургенева к Добролюбову и о разрыве дружбы между Тургеневым и Некрасовым.
Философия и естетика
1854 – Критический взгляд на современные эстетические понятия.
1855 – Эстетические отношения искусства к действительности. Магистерская диссертация.
1855 – Возвышенное и комическое.
1855 – Характер человеческого знания.
1858 – Критика философских предубеждений против общинного владения.
1860 – Антропологический принцип в философии. „Очерки вопросов практической философии“. Сочинение П. Л. Лаврова.
1888 – Происхождение теории благотворности борьбы за жизнь. Предисловие к некоторым трактатам по ботанике, зоологии и наукам о человеческой жизни.
Преводи
1858–1860 – „История восемнадцатого столетия и девятнадцатого до падения Французской империи“ на Фридрих Кристоф Шлосер
1860 – „Основания политической экономии на Д. С. Милля“ (с бележки и коментари)
1861–1863 – „Всемирная история“ на Фридрих Кристоф Шлосер