Первые 3 года своего пребывания в Сибири Чернышевский провел в Кадае, на монгольской границе, а затем был водворен на Александровский завод Нерчинского округа. Во время пребывания в Кадае ему было разрешено трехдневное свидание с женой и двумя маленькими сыновьями. Жилось Чернышевскому в материальном отношении сравнительно не особенно тяжело, потому что политические арестанты в то время настоящей каторжной работы не несли. Он не был стеснен ни в общении с другими заключенными, ни в прогулках; одно время он даже жил в отдельном домике. Он очень много читал и писал, но все написанное немедленно уничтожал. Одно время на Александровском заводе устраивались спектакли, и Чернышевский сочинял для них небольшие пьесы.
В 1871 г. закончился срок каторги, и Чернышевский должен был перейти в разряд поселенцев, которым самим предоставлялось избрать место жительства в пределах Сибири.
Жизнь Чернышевского на каторге в Кадае, на Нерчинских рудниках, а потом в Вилюйске — пример стойкости и мужества. Он продолжает писать и переводить, обдумывать судьбы России и всего человечества, задумывает цикл произведений о русской жизни. Самым значительным в эти годы является его роман “Пролог”. В письмах из Сибири Чернышевский бодр и спокоен, никого не расстраивает жалобами. Вместе с тем письма его полны забот о жене и детях. Он делится своими знаниями с сыновьями, дает им советы как жить, чем надо заниматься. Ольгу Сократовну всегда называет другом, беспокоится о ее здоровье, восхищается ее характером.
Несколько раз русские революционеры пытались освободить Чернышевского, но царские власти не хотели позволить ему выйти из острога. Лишь летом 1883 года новый царь Александр III под давлением общественности разрешил больного цингой и ревматизмом Чернышевского перевезти в Астрахань.
С 1885 г. начинается последний период деятельности Чернышевского. Он написал предисловие к “Всемирной истории” Вебера, статью в “Русских Ведомостях” (1885) “Характер человеческого знания”, поэму из древнекарфагенской жизни “Гимн Деве Неба” (“Русская Мысль”, 1885, № 7) и большую статью, подписанную псевдонимом Старый трансформист (все другие работы и переводы астра
Взамен выброшенного он стал прибавлять, в виде предисловий, ряд все разраставшихся очерков: “о правописании мусульманских и в частности арабских имен”, “о расах”, “о классификации людей по языку”, “о различиях между народами по национальному характеру”, “общий характер элементов, производящих прогресс”, “климаты”. К быстро последовавшему за первым 2-му изданию 1-го тома Вебера Чернышевский приложил “очерк научных понятий о возникновении обстановки человеческой жизни и о ходе развитии человечества в доисторические времена”. В Астрахани Чернышевский успел перевести 11 томов Вебера. В июне 1889 г., по ходатайству бывшего тогда астраханским губернатором князя Л. Д. Вяземского, ему разрешено было поселиться в родном Саратове. Там он с прежней энергией принялся за Вебера, успел перевести 2/3 XII тома и, ввиду того, что перевод приходил к концу, стал подумывать о новом грандиозном переводе — 16-томного “Энциклопедического Словаря” Брокгауза. Но чрезмерная работа надорвала старческий организм, питание которого шло очень плохо вследствие обострения давней болезни — катара желудка. Проболев всего 2 дня, Чернышевский скончался в ночь с 16 на 17 октября 1889 г. от кровоизлияния в мозг.