Образование
Прадед и дед его были моряками, отец служил по гражданскому ведомству. Шелгунов вырос в «Николаевскую» эпоху и лично ознакомился со всеми особенностями ее режима. Отец Шелгунова умер, когда ему было 3 года, и оставил семью без всяких средств. Мальчика отдали в Александровский кадетский корпус для малолетних; здесь он пробыл до девятилетнего возраста. От этой школы у Шелгунова остались воспоминания только о телесных наказаниях. В 1833 г. Шелгунова отдали в Лесной институт. Первый период пребывания Шелгунова в институте, когда он находился под управлением министра финансов Канкрина и не имел ещё военной организации, оставил по себе хорошую память. Жить было легко и свободно; учились охотно. Преподаватели русской словесности, Комаров (друг Белинского) и Сорокин, знакомили учеников с произведениями современной литературы и способствовали развитию любви к литературе. С введением военной организации порядки изменились, стали жесткими и суровыми: поведение и фронт заняли внимание и преподавателей, и учеников. Впрочем, по отзыву Шелгунова эта «военная цивилизация» имела свои хорошие стороны: развивалось чувство рыцарства и товарищества.
Служба и начало литературной деятельности
Шелгунов окончил курс по первому разряду с чином подпоручика и званием лесного таксатора, и поступил на службу в лесной департамент. Летом он совершал разъезды по провинциям для лесоустройства, жил в деревнях и знакомился с жизнью народа; на зиму возвращался в СПб. и работал над теоретическим изучением своего дела. Вопросам лесоводства посвящены первые литературные труды Шелгунова. Первая его статья появилась в «Сыне Отечества». Специальные статьи он помещал и в «Библиотеке для Чтения».
Уже в первые годы по окончании курса Шелгунов нашел себе невесту в своей двоюродной племяннице Л. П. Михаэлис; он рекомендовал ей книги и писал ей письма, замечательные совестливым и в то же время настойчивым желанием уяснить себе отношения мужчины к женщине. В 1850 г. Шелгунов женился. В 1849 г. он был послан в Симбирскую губернию для устройства лесной дачи и зимой был оставлен при тамошнем управлении казенными землями, находившемся в Самаре. Самара в это время, по выражению Шелгунова, переживала медовый месяц своей гражданственности. На службе находились честные люди, приносившие в провинцию заветы своих учителей Грановского и Мейера. Шелгунов сошелся здесь с П. П. Пекарским. В Самаре Шелгунов бывал на вечерах, играл в любительских концертах на скрипке и корнете и в то же время работал над своим большим трудом по истории русского лесного законодательства. В 1851 г. Шелгунов возвратился в Петербург и снова стал служить в лесном департаменте. В это время у него завязались прочные отношения с литературными кругами; знакомство с Н. Г. Чернышевским и М. Л. Михайловым скоро превратилось в тесную дружбу. В 1856 г. Ш. предложили место в Лисинском учебном лесничестве, которое было практическим классом для офицерского класса корпуса лесничих. Ученый лесничий должен был летом руководить практическими работами, а зимой читать лекции. Шелгунов не считал себя достаточно подготовленным к этим обязанностям и настоял на том, чтобы ему была дана заграничная командировка.
За границей
Эта поездка завершила выработку миросозерцания Шелгунова. С восторгом, уже будучи стариком, Шелгунов вспоминал это время: «И какое это было восторгающее и ошеломляющее время! Я буквально ходил как в чаду, спешил, рвался куда-то вперед, к чему-то другому, и это другое точно лежало сейчас же за шлагбаумом, отделяющим Россию от Европы». В жизни Шелгунова заграничная поездка была тем моментом, когда «одно новое слово, одно новое понятие производят крутой перелом и все старое выкидывается за борт». Он изучал за границей Россию по печатным книгам, так как до сих пор не знал ни ее географии, ни истории. В Эмсе Шелгунов познакомился с доктором Ловцовым, который привлек его внимание к сочинениям Герцена. В Париже он попал в кружок, в котором принимала участие Женни д'Эпикур, известная пропагандистка идеи женской эмансипации. Пребывание в Париже преобразило Шелгунова и его жену; характерна фраза одной русской дамы после непродолжительного разговора с женой Шелгунова: «от вас каторгой пахнет». По возвращении из-за границы Шелгунов продолжал службу по лесному ведомству. Любопытный эпизод этой службы — отношения его к М. Н. Муравьеву, назначенному в 1857 г. министром государственных имуществ. Шелгунов находился при нем во время ревизионного путешествия по России, которое скорее походило на нашествие. Шелгунову приходилось очень много работать: даже во время дороги он должен был представлять свои доклады на другой день, а за промедление Муравьев наказывал Шелгунова тем, что приказывал везти его не в своей свите, а отдельно.