Родился 29 февраля 1920 года в деревне Веркола Архангельской области в многодетной крестьянской семье.
В 1938 году, окончив сельскую школу, поступил на филологический факультет Ленинградского государственного университета. Когда началась Великая Отечественная война, ушёл в народное ополчение, участвовал в обороне Ленинграда. На войне его дважды тяжело ранили и писатель демобилизовался.
После окончания войны Федор Абрамов восстановился в университете и, окончив аспирантуру (защитил диссертацию по «Поднятой целине» Шолохова), стал преподавать советскую литературу на кафедре. Во время учебы он познакомился с Людмилой Крутиковой - своей будущей женой (впоследствии - литературным критиком, исследователем творчества Бунина), о которой в день своего шестидесятилетия сказал: «… она мой соратник. Она человек, без которого я вообще-то ничего не делаю ни в жизни, ни в литературе...».
Журнал «Новый мир» опубликовал в 1954 году статью Абрамова «Люди колхозной деревни в послевоенной прозе», которая вызвала множество нападок со стороны критиков и общественности. В ней писатель нещадно критиковал собратьев по перу, лауреатов Сталинской премии, которые в своих произведениях не писали всей правды. Он сам без прикрас, с подробностями, описал тяжелый труд крестьянской жизни, изобразил картины голода и болезней, показал, насколько тяжки налоги. Для того времени это было невероятно откровенно и резко. Эта статья - конечно же, вместе с другими, подобными ей, - дорого обошлась Александру Трифоновичу Твардовскому - главному редактору «Нового мира»: вскоре после ее появления в журнале он был снят с должности.
Официальная критика набросилась на Абрамова, он оказался в опале. Зато среди студентов и передовой молодежи писатель стал настоящим героем. Вскоре его вынудили уступить и признать, что в статье допущены ошибки. Сдаться вынудила еще и необходимость опубликовать новый роман «Братья и сестры», который мог попасть под запрет. Роман был опубликован в 1958 году, в журнале «Нева». Критика приняла роман хорошо: к тому времени уже появилась литература, рассказывающая достаточно правдиво о жизни деревни в военные и послевоенные годы. В 1959 году «Братья и сестры» вышли отдельной книгой в «Лениздате», в 1960 году роман был напечатан в «Роман-газете», а в 1961 году - издан в переводе в Чехословакии.
Абрамов продолжал заведовать кафедрой до 1960 года, а затем решил уйти из университета и посвятить все свое время писательской карьере. В 1963 году вышла его новая повесть – «Вокруг да около». Это произведение тоже подверглось нападкам цензуры, хотя редакция пыталась схитрить, разместив его в разделе «Очерков и публикаций». Никакие меры не помогли, повесть официально была названа «идейно порочной», а произведения Абрамова запрещали печатать еще несколько лет. Вскоре «Вокруг да около» опубликовали на английском языке в Лондоне, затем она появилась в ФРГ, США, Франции и других странах.
В 1975 году Абрамову за трилогию «Пряслины» присудили Государственную премию СССР; в 1980 году последовало признание правительства и цензуры. Абрамова наградили орденом Ленина (1980 год), орденами «Знак почета», «Отечественной войны 2-ой степени» и разнообразными медалями. Его произведения стали активно печатать в газетах и журналах.
В последние годы своей жизни Федор Абрамов много путешествовал: в 1977 году он побывал в Германии, затем были путешествия в Финляндию и США.
В 1982 году писатель перенес тяжелую операцию, через год была назначена вторая.
14 мая 1983 Абрамов скончался от сердечной недостаточности в Ленинграде. 19 мая его похоронили в Верколе, недалеко от дома, который он сам когда-то построил.