Павел Иванович Мельников родился в 1818 году в Нижнем Новгороде. Семейство его было из старинного, но обедневшего дворянского рода. До поступления в нижегородскую гимназию воспитывался матерью, много читал. В 1834 поступил на словесный факультет казанского университета, который успешно окончил. Будучи уже перспективным учёным, попал под подозрение властей и был выслан в Щедринск. После ссылки работал старшим учителем гимназии.

Первое своё произведение Мельников напечатал в журнале «Отечественные записки». Называется оно «Дорожные записки на пути из Тамбовской губернии в Сибирь», написано в беллетристическом духе. В 1840 году появился рассказ писателя «О том, кто такой был Елпидифор Перфильевич и какие приготовления делались в городе Чернограде к его именинам» («Литературная газета») – слабое подражание Гоголю. Одно из крупнейших произведений этого периода – роман «Торин». В этом романе персонажи, по выражению самого автора, «списаны с натуры». Он утверждает, что в Вятке, Перми, Уфе можно найти таких окуньковых, шабуровых. Действие романа происходит в провинциальном городе. Роман состоит из 5 очерков и рассказов. По общему мнению, «Торин» не удался Мельникову. Он недостаточно углубился в изучение быта и нравов народа. Потом Мельников не принимался за беллетристику 12 лет.

Мельникову была интересна история. Ещё в своём родном городе он был допущен к архивам, изучал старообрядческие предания и легенды. Старообрядческими делами он занимался на службе, будучи чиновником особых поручений. Но через 10 лет Мельников оставил служебную карьеру и начал литературную деятельность. Мельников, чтобы не быть тем самым чиновником Мельниковым, берёт псевдоним Андрея Печерского. В 1841 году Мельников получил звание члена-корреспондента Археологической комиссии. В 1845 – 1850 был редактором неофициальной части «Нижегородских губернских ведомостей», где публиковал многочисленные исторические и этнографические материалы, собранные им самим.

Мельников-Печерский посылает один из лучших своих рассказов «Красильниковы» на суд Далю. Даль дал положительную оценку. «Красильниковы» - рассказ о характере русского купца. Рассказ наполняет масса деталей из реальной жизни, которые могут быть интересны этнографам и фольклористам. На интересном диалекте говорит девка-чернавка купца Красильникова: «Лыска! Лыска! Цыма-те! Экой пострел, кабан проклятой!» Красильников – это новый русский купец середины 19 века. Его апартаменты обставлены роскошно, но он не считает роскошь функциональной в своём быту. Сам живёт в маленькой комнатушке, где спит, ест и работает. Он интересуется политикой, мыслит масштабно. Вся цель его жизни – деньги, и это прежде всего пагубно влияет на его сына Дмитрия, талантливого мальчика. Печерский признаёт за такими купцами силу.

С 1850 года работал в Министерстве внутренних дел, преимущественно по делам раскола. К государственной службе Мельников относился необыкновенно ревностно, был «административным Дон Кихотом», чем вызвал недовольство начальства и осуждение общественности. Был известен как жестокий разоритель скитов и даже стал «героем» раскольничьего фольклора (о нём слагались песни и легенды – например, будто Мельников заключил союз с дьяволом и стал видеть сквозь стены, или будто в Нижегородской губернии крестьяне видели его верхом на змие). Однако, досконально изучив раскол, Мельников изменил своё отношение к нему. В «Отчёте о современном состоянии раскола» (1854) он возложил ответственность за раскол на низкий нравственный уровень православного духовенства.

В 50-е годы Мельников-Печерский пишет рассказы «Дедушка Поликарп», «Поярков», «Медвежий угол», «Непременный». В этих рассказах писатель обличает нравы и порядки николаевского режима. Герои рассказов – губернские и уездные чиновники различных рангов. Они занимаются взяточничеством, вымогательством, грабежом. Мельников, пройдя долгую службу чиновником, досконально изучил тип государственных стяжателей. Именно по причине коррупции в государстве страдает беззащитный народ.

В повести «Старые годы» обсуждается крестьянский вопрос. После отмены крепостного права некоторые помещики продолжают видеть за собой родовое право владеть крестьянами, оправдывая это своими заслугами перед отечеством: например, за доблести на войне 1812 года, за становление русской культуры. В конце концов, Пушкин и Лермонтов тоже были дворянами и владели душами.

Повесть «Гриша» (1861) оказалась слабее предшествующих; однако она любопытна разнообразными портретами старообрядцев. Один из них, развязный старец Варлаам, любитель выпить и погулять, близок пушкинскому Варлааму («Борис Годунов»). Это позволило Мусоргскому использовать черты мельниковского Варлаама и приведённую в повести песню «Как во городе то было во Казани».

В 1866 году Мельников вышел в отставку, переселился в Москву и всецело отдался литературной работе. С 1868 года – постоянный сотрудник «русского вестника». Встречался с А.Ф.Писемским, А.М.Майковым, К.Н.Бестужевым-Рюминым; Н.А.Некрасова знал, но относился к нему холодно. Один раз видел Чехова и угадал в нём большой талант. В «московский» период Мельников создал ряд исторических трудов («Княжна Тараканова и принцесса Владимирская», 1867 год) и, наконец, начал своё главное произведение – романную дилогию «В лесах» и «На горах». Последние главы Мельников диктовал жене, будучи уже тяжело больным. Перед смертью он задумал несколько исторических романов («В пещерах» и д-р). Последние 10 лет прожил в Нижнем Новгороде, уезжая летом в своё имение, где с увлечением занимался садоводством.

Дилогия Мельникова повествует о старообрядческом Заволжье середины 19 века, об обычаях местного населения, скитах и тайных сектах, о заготовке леса, о старообрядческих обычаях и верованиях, о хлебной торговле, о монастырских нравах, о поверьях, легендах, о еде. В центре романов – жизнь нескольких купеческих семей в переломный исторический момент, когда торговое сословие обрело в русском обществе реальную силу. Судьбы персонажей так или иначе связаны с проникновением в патриархальную среду денежных отношений. Сразу в нескольких сюжетных линиях раскрывается власть алчности и стяжательства: поначалу привлекательный, Алексей Лохматый в погоне за материальной наживой теряет в себе всё человеческое, губит полюбившую его Настю; Гаврила Залётов продаёт единственную дочь богатому старику. Показана в дилогии жестокость религиозного фанатизма, который ломает судьбы Манефы и её дочери Флёнушки.

Автор показывает и поэтические черты русской жизни. В купечестве он находит верность здоровым устоям народной нравственности, предлагает яркую концепцию национального характера. Мельникова привлекает исключительно богатый этнографический и фольклорный материал, он реконструирует мотивы славянской языческой мифологии.

Романом «На горах» завершилась литературная деятельность Мельникова. В 1881 Мельников переехал на постоянное жительство в Нижний Новгород: там он и умер в 1883 году, и был похоронен на Покровском кладбище в фамильном склепе.