Родился в Москве, в семье профессора Московского университета, дед Победоносцева был священником. В семье было 11 детей, сам Победоносцев характеризовал свою семью как "благочестивую, преданную царю и отечеству, трудолюбивую".

В 1841 году поступил в Училище правоведения в Санкт-Петербурге, кончил курс в 1846 году и поселился в родном доме в Москве, на службе в сенате.

Современники отзывались о молодом Победоносцеве как о человеке “тихого, скромного нрава, благочестивом, с разносторонним образованием и тонким умом”. Отец готовил Победоносцева к священническому званию, но он избрал иную стезю. По окончании Училища правоведения (1846) Победоносцев начал службу в московских департаментах Сената.

Победоносцев вспоминал:

"По природе нисколько не честолюбивый, я ничего не искал, никуда не просился, довольный тем, что у меня было и своей работою, преданный умственным интересам, не искал никакой карьеры и всю жизнь не просился ни на какое место, но не отказывался, когда был в силах, ни от какой работы, и ни от какого служебного поручения. В 50-х годах московский университет, оскудев профессорами юристами, обратился ко мне, и я не отказался, оставаясь на службе в сенате, читать там лекции, по 8 часов в неделю, в течение 5 лет.".

В 1859 - 1865 годах он служит профессором-юристом Московского университета. Его курс “Гражданского права”, выдержавший пять изданий, превратился в настольную книгу юристов.

В конце 1850-х выступал как либеральный писатель-публицист. В начале 1860-х принял деятельное участие в разработке судебной реформы (1864), отстаивая принципы независимости суда, гласности судопроизводства и состязательности судебного процесса.

В 1861 году был приглашен для преподавания юридических наук цесаревичу Николаю Александровичу, для чего на год переехал в Санкт-Петербург, в 1863 году сопровождал цесаревича в поездке по России и, как он сам пишет, "стал известен и двору".

В 1865 году он оставляет профессорскую должность и окончательно переселяется в Петербург, где продолжает придворную преподавательскую деятельность, был преподавателем истории права у цесаревича Александра Александровича, a позднее - у его наследника Николая Александровича: "Я стал известен в правящих кругах, обо мне стали говорить и придавать моей деятельности преувеличенное значение. Я попал, без всякой вины своей, в атмосферу лжи, клеветы, слухов и сплетен".

В 1868 году Победоносцев стал сенатором, в 1872 году — членом Государственного совета.

"Без всякого ходатайства с моей стороны и без всякого участия цесаревича я был назначен членом Госуд. Совета и тут получил возможность высказывать вслух всем свои мнения по государственным вопросам,— мнения, коих никогда ни от кого не скрывал. Так, мало-помалу приобрел я репутацию упорного консерватора — в противодействии новым направлениям и веяниям государственных либералов".

По свидетельству известного адвоката А. Ф. Кони, речи Победоносцева, произнесенные в Сенате и Госсовете, производили сильное впечатление на слушателей, поражая своей безукоризненной логикой, ясностью и силой убеждения.

В тот же период активно занимался и научно-публицистической деятельностью, опубликовал 17 книг, множество статей, документальных сборников, переводных сочинений по истории и юриспруденции.

В конце 1870-х во взглядах Победоносцева произошел коренной перелом. Победоносцев теперь был убежден в ложности идей парламентаризма, свободы печати, демократии. Видел в православии консолидирующее национальное начало, органически слитое с монархизмом и государством, в укреплении которого Победоносцев видел высший смысл общественной деятельности.

В 1880 году был назначен обер-прокурором Святейшего Синода, в этой должности пребывал в течение 26 лет.

После убийства Александра II (1881) при обсуждении проекта преобразований, представленного М. Т. Лорис-Меликовым, выступил с острой критикой реформ 1860-70-х. Победоносцев — автор манифеста 29 апреля 1881 “О незыблемости самодержавия”. Был одним из создателей тайной правительственной организации “Священная дружина” (1881-83), призванной бороться с народническим экстремизмом.

В 1896 году в “Московском сборнике” Победоносцев подверг критике основные устои современной ему западноевропейской культуры и принципы государственного устройства, видя основные пороки в “народовластии и парламентаризме”, ибо они “родят великую смуту”, затуманивая “русские безумные головы”. Политические перевороты в мировой истории Победоносцев объяснял интригами людей.

Как христианский мыслитель Победоносцев полагал, что философия и наука имеют статус вероятностных предположений, не могущих содержать в себе абсолютного, безусловного и цельного знания. Лишь православная вера, которую русский народ “чует душой”, способна давать целостную истину. С позиции Православия Победоносцев убедительно критиковал материализм и позитивизм. Он последовательно отстаивал идеал монархического государственного устройства, называя современную ему западную демократию “великой ложью нашего времени”.

В начале XX века влияние Победоносцева на политику правительства стало ослабевать. После принятия, под давлением революционного подъема, Манифеста 17 октября 1905, провозгласившего буржуазные “свободы”, 19 октября вышел в отставку.

Скончался 10 марта 1907 года.