Могущество мысли (по терминологии Белинского), характерное для всего строя романа Чернышевского, определяет и особенности жанра, и новый характер сюжета, основанный на полной ясности и предсказуемости его развития. Писатель отказывается от неожиданных сюжетных поворотов, тайн, внешних эффектов, за исключением начальных главок, цель которых — заинтересовать «простодушную публику».
Уверенность героев романа в прочности своего положения, невиданный ранее оптимизм — это следствие новаторского решения Чернышевским проблемы взаимоотношения человека и среды, одной из важнейших для русского критического реализма. Понятие «среда» в революционно-демократической литературе усложняется, так как кроме обстоятельств, традиционно противостоящих герою, вводится представление об обстоятельствах, благоприятных ему, об окружении, помогающем формированию и развитию положительных черт характера. Герои Чернышевского уже не одиноки: у них есть своя среда, свое общество, свой круг, состоящий из друзей, готовых немедленно прийти на помощь.
Мастерство Чернышевского проявляется в новаторском использовании категорий художественного времени и пространства. События романа точно приурочены к определенному историческому периоду — эпохе первой революционной ситуации в России. Вместе с тем художественное время не замкнуто в сюжетных рамках, оно ведет читателя в огромный мир чуть ли не всей человеческой истории. Прошлое (вопреки существовавшей литературной традиции) не властно над героями: оно не занимает заметного места ни в их сознании, ни в авторском повествовании. Движение времени в романе не однолинейно: оно течет не только из настоящего в будущее, но и в обратном направлении. Будущее открыто для героев. Отсюда особая функция эпилога, который перенесен прямо в будущее. Художественное время в романе отражает пафо
Особое значение в художественной структуре романа приобретает автор-повествователь, который является одним из действующих лиц произведения. В системе образов автор занимает наиболее высокое место. Он комментирует и в ряде случаев уточняет высказывания и поступки героев. Так, например, известная сцена, когда Рахметов, испытывая свою волю, спит на гвоздях, показательна для характера данного героя, но она вовсе не означает, что автор полностью принимает именно такой способ подготовки к будущим испытаниям. То же относится и к высказываниям Рахметова о невозможности личного счастья для революционера.
Реакционная критика, стремясь ослабить мощное воздействие романа на современников, пыталась дискредитировать его, утверждая, будто он крайне слаб в художественном отношении. Это мнение оказалось очень живучим. В начале XX в. В. И. Ленин решительно возражал против таких взглядов. Он говорил: «Я заявляю: недопустимо называть примитивным и бездарным «Что делать?». Под его влиянием сотни людей делались революционерами. Могло ли это быть, если бы Чернышевский писал бездарно и примитивно? Он, например, увлек моего брата, он увлек и меня. Он меня всего глубоко перепахал, Это вещь, которая дает заряд на всю жизнь. Такого Влияния бездарные произведения не имеют».