Родился в старинной дворянской семье. Отец его был в 1840-х годах саратовским губернатором, затем управляющим гос. имуществами в Закавказском крае. Мать, урождённая княжна Долгорукая, отличалась редким образованием и даже учёностью, особенно в области естественных наук; она много сделала для исследования флоры Кавказа. Усвоив с юных лет привычку и любовь к чтению, Ф. не обнаруживал склонности к систематическим учебным занятиям. Живое воображение и порывистый, беспокойный характер помешали ему окончить курс в артиллерийском училище. Племянниками Ростислава Фадеева были: известный русский философ Елена Петровна Блаватская и её двоюродный брат Председатель Совета Министров Российской Империи Сергей Юльевич Витте.
В течение 1867 г. печатались в «Русском вестнике» его замечательные во многих отношениях статьи о «Вооруженных силах России», вышедшие в 1868 г. отдельным изданием и наделавшие в свое время много шуму не только у нас, но и за границею. В этом труде он решительно отстаивал старые основы русского военного строя против бюрократических преобразований, ослабляющих, по его мнению, боевые качества армии. Тем же духом проникнуты его газетные и журнальные статьи, соединённые в книгу под заглавием «Наш военный вопрос» (1873).
Оппозиция против военного министерства Александра II связывалась у Ф. с представлением о великих военно-политических задачах, предстоящих России и несовместимых будто бы с либеральными «канцелярскими» реформами в военном ведомстве.
В 1869 г. он впервые изложил свою программу решения восточного вопроса в статьях, помещенных в «Биржевых ведомостях» и изданных затем отдельною брошюрою. Корень восточного вопроса заключается для него в исконных усилиях германской расы подчинить и онемечить славянство; отсюда необходимость объединения разрозненных славянских племен под главенством России и неизбежность энергической русской политики, направленной главным образом против Австрии.
Мысль о борьбе с коалицией западных держав — Австрии, Пруссии и Англии — нисколько не смущала Фадеева. «Мнение о восточном вопросе» доставило Фадееву большую известность в славянском мире и упрочило за ним в иностранной печати репутацию «панслависта».
В начале 1870-х гг. под влиянием подготовлявшегося введения всесословной воинской повинности он занялся деятельною агитацией против всей реформаторской внутренней политики, которая вносит всесословный «разброд» на место прочных, исторически сложившихся бытовых условий и подрывает этим самые основы могущества и благоденствия России. Найдя союзника в генерале М. Г. Черняеве из Бендер, оставшемся за штатом после покорения Ташкента, Фадеев принял руководящее участие в его газете «Русский мир», где в 1874 г. поместил целый ряд статей под общим заглавием «Чем нам быть?».
В этих статьях, вскоре вышедших отдельною книгою («Русское общество в настоящем и будущем»), ясно выразились существенные недостатки и достоинства писательской индивидуальности Фадеева: чисто военная бойкость стиля, развязный и необыкновенно самоуверенный тон, склонность решать самые трудные и важные вопросы по личным симпатиям и антипатиям, готовность заменять аргументы каламбурами и остротами сомнительного свойства — и в то же время прямодушие и откровенность в практических требованиях и выводах.
Отсутствие систематического образования при большой начитанности и непривычка к логическому мышлению при несомненно оригинальном, хотя и поверхностном уме сказываются особенно резко в этой работе Фадеева. В своей защите «дворянской идеи» автор, с одной стороны, опирается на мнимые исторические основы нашего быта, с другой — на сословные порядки и традиции Англии, процветающей будто бы благодаря господству лордов и джентльменов. Фадеев предлагает правительству воссоздать у нас «связный культурный слой» в виде привилегированного служилого дворянства, открытого лишь для крупных представителей купечества и для исключительных дарований из среды разночинцев. Он основывает весь государственный быт на таком элементе, который надо ещё организовать и укрепить — и этот же нуждающийся в поддержке элемент выдается за единственную общественную силу, способную служить надежною опорою для власти. С окончанием воспитательного периода нашей истории может вновь установиться непосредственное общение верховной власти с народом, к чему первые шаги уже сделаны реформами шестидесятых годов; но предварительно народ должен быть поставлен под руководство возрожденного и преобразованного «цензового дворянства». Фадеев стоит за сохранение земства и даже за расширение его функций, но только с тем, чтобы оно сделалось всецело дворянским; он не возражает и против крестьянского самоуправления, но требует, чтобы над волостями поставлены были попечители, по избранию дворян; он советует далее «отдать уезд, во всех отношениях, в полное заведование местному самоуправлению (дворянскому), обращенному в ответственную инстанцию управления государственного»; предоставить губернским сословным собраниям «свободу сноситься между собою и действовать по отношению к правительству на основании существующих, никогда не отмененных законов имп. Екатерины II»; «сокращать постепенно бюрократию до необходимых пределов, по мере передачи земству забот, лежащих теперь на ней, обращая остатки от сокращений на земские потребности»; «явно отграничить гражданские должности властные от приказных и замещать первые преимущественно земскими деятелями» (то есть «цензовыми дворянами») и «определить особые обязательные отношения дворянства к всесословной воинской повинности и к службе в армии». Многие, и в том числе К. Д. Кавелин, усмотрели в рассуждениях и проектах Фадеева правительственную программу, усвоенную высшими сферами ещё в бытность министром внутр. дел П. А. Валуева и применявшуюся пока только в частностях, по отдельным поводам и случаям: с этой точки зрения были подробно разобраны статьи Ф. в анонимной брошюре, вошедшей в собрание сочинений К. Д. Кавелина (т. II, изд. 1898 г., стр. 863—908).
Внешняя и притом боевая политика оставалась, однако, главным предметом забот Фадеева. Не предвидя осуществления своих планов при помощи русской дипломатии, он увлекся на путь самостоятельных политических приключений и в начале 1875 г. уехал в Египет для преобразования армии хедива на случай войны с Турцией.
Когда в 1876 году возникли замешательства на Балканском полуо-ве, Фадеев отправился в Сербию, но пробыл там недолго, так как был отозван русским правительством. На место Фадеев предложил свои услуги сербам его единомышленник М. Г. Черняев. Фадеев ограничился более скромною деятельностью в Черногории, где оставался до окончания войны.
В 1881 году он напечатал в Лейпциге «Письма о современном состоянии России». После убийства Александра II Фадеев выступил одним из организаторов тайного аристократического общества «Священная дружина», созданного для противодействию терроризму.
Собрание его сочинений вышло в 1890 году, в 4 т.; в I-м томе помещены «Воспоминания» Н. А. Фадеевой и обзор литературной деятельности Фадеева.