Родился 30 июля (11 августа н.с.) в Москве. Отец происходил из древнего княжеского рода, родители матери - крепостные крестьяне.
В 1816 - 22 учился в Московском университетском благородном пансионе. Тогда же начал сотрудничать с журналом "Каллиопа" (1820). В это время он увлекся философией Ф.Шеллинга, позднее познакомился с ним, удивив его энциклопедичностью своих познаний.
Принимал участие в деятельности "Вольного общества российской словесности", а в 1823 - 25 возглавил первый философский кружок в России - "Общество любомудрия". Центральное его произведение "Русские ночи" можно считать основным литературным памятником русского любомудрия.
После 14 декабря 1925 он, как мог, помогал Одоевскому и Кюхельбекеру, ходатайствуя о смягчении их участи.
В 1826 Одоевский переезжает в Петербург, поступает на службу в Комитет иностранной цензуры. В эти годы знакомится с Пушкиным, сотрудничает с "Литературной газетой" и альманахом "Северные цветы". Когда Пушкин начинает издание "Современника", Одоевский становится деятельным его сотрудником и помощником. Здесь публикуется его статья "О вражде к просвещению".
В 1844 вышло его собрание сочинений в трех томах.
С 1846 Одоевский служил помощником директора Публичной библиотеки и директором Румянцевского музея, в связи с переводом которого в 1862 в Москву возвращается в родной город.
Расцвет творчества приходится на 1830 - 40: сборник "Пестрые сказки" (1833), "Сказка о мертвом теле, неизвестно кому принадлежащем". Ряд произведений посвящен положению женщины в России: повести "Княжна Мими" (1834), "Княжна Зизи" (1839). "Таинственные повести": "Сильфида" (1838), "Саламандра"(1841).
Одоевский внес вклад в развитие музыкальной критики, пропагандировал творчество композиторов М.Глинки, А.Алябьева, М.Балакирева и др.
Умер Одоевский 27 февраля (11 марта н.с.) 1869 в Москве.