Павел Иванович Мельников родился 25 октября 1818 года (ст. стиля) в Нижнем Новгороде в семье офицера местного гарнизона Ивана Ивановича Мельникова. Отец писателя принадлежал к старинному, но захудалому дворянскому роду. Учившийся, как говорили тогда, на медные деньги, он с юношеских лет начал тянуть чиновничью лямку — и не ради получения следующего чина, как большинство молодых дворян того времени, а для жалованья. Из статской службы Иван Иванович перешел в земское войско, а оттуда в 1813 году — в действующую армию, в составе которой участвовал в заграничном походе 1813–1814 годов. После окончания войны он был переведен в нижегородский гарнизон. Женившись и получив за женой небольшое именьице, Иван Иванович вскоре после рождения первенца (будущего писателя) вышел в отставку и определился служить по дворянским выборам — сперва в небольшом городке Нижегородской губернии Лукоянове, а позднее — в Семенове — одном из уездных городов того самого нижеюродского заволжья, где происходит действие крупнейших произведений Мельникова-Печерского — «В лесах» и «На горах».

На службе — и на военной и на статской — Иван Иванович не отличался теми «добродетелями», благодаря которым тогдашние офицеры и чиновники беспорочно сколачивали кругленькие состояния.

В доме Мельниковых была обстановка, характерная для малосостоятельных дворянских семей. Тут не было ни гувернеров, ни учителей, получающих большое содержание. Будущий писатель рос в окружении людей из народа, с самого раннего детства незаметно привыкая к народной речи, узнавая народные обычаи и нравы. Воспитанием и первоначальным обучением детей занималась мать писателя — Анна Павловна. В молодости она получила скудное образование, но потом много и с увлечением читала и эту свою страсть передала старшему сыну.

В 1829 году Мельников был определен в нижегородскую мужскую гимназию.