Ф. Ф. Шуберт родился в Санкт-Петербурге и был единственным сыном выдающегося астронома, академика, директора библиотеки Российской Академии наук — Фёдора Ивановича Шуберта (1758—1825) от брака с баронессой Луизой Фредерикой Кронгельм (1764—1819). До одиннадцатилетнего возраста он воспитывался дома. Обучением подростка занимались лучшие учителя и сам Ф. И. Шуберт. Особое внимание уделялось изучению математики и иностранных языков. В 1800 году Шуберт поступил в St.Petri-Schule, не закончив которую, он в июне 1803 года, в возрасте 14 лет был определён колонновожатым при свите его Императорского Величества по квартирмейстерской части. Инженер-генерал П. К. Сухтелен, начальник квартирмейстерской службы армии, сумел привить юноше интерес к топографии и геодезии, который сохранился в нём до конца дней.
В 1804 году Шуберт, в должности колонновожатого Свиты Его Императорского Величества по квартирмейстерской части был командирован для астрономических и геодезических работ сначала в Полоцк, а затем в Олонецкую и Архангельскую губернии. В 1805 году Шуберт вместе с отцом сопровождал посольство графа Головкина в Китай, причём в пути занимался астрономическими вычислениями и составил топографический маршрут путешествия. В 1806 году Шуберт получает командировку в Нарву и Ревель для геодезической съёмки. Начавшиеся военные действия на время приостановили его научную деятельность, и с кампании 1806—1807 гг. начинается его боевая служба. В качестве подпоручика Генерального штаба он принимал участие в сражении под Прейсиш-Эйлау, был тяжело ранен в грудь и левую руку и за отличие получил Орден Св. Владимира 4-й степени с бантом.
По выздоровлении Шуберт, уже в чине поручика, был назначен в действовавшую в Финляндии армию графа Буксгевдена. Здесь, во время русско-шведской войны 1808—1809 годов, он принимал участие в сражениях при Форсбю, Дегердале, Ревергольме и Толснесе и был при взятии крепости Гангеуда. В феврале 1809 г. с колонной генерал-майора Сазонова Шуберт перешёл по льду на Аландские острова, а летом того же года, состоя при канцлере, графе Румянцове, работал по налаживанию дипломатическим отношений со шведским кабинетом. Затем через несколько месяцев Шуберт был назначен в депо по квартирмейстерской части, а в следующем году получил командировку в Або для производства топографической съёмки Финляндии.
В 1810 году Шуберт снова принял участие в военных действиях, на этот раз в молдавской армии графа Каменского 2-го. В войне против турок Шуберт был при осаде крепости Силистрии, штурме Рущука, в сражениях под Шумлой и при селении Ботине (причём в последнем был легко ранен пулей в ногу), участвовал в экспедиции отряда генерал-майора графа Воронцова и, наконец, во взятии городов Ловчи, Плевны и Сельви. За выказанное отличие Шуберт был награжден капитанскими эполетами и золотой шпагой «За храбрость».
Во время Отечественной войны 1812 года Шуберт в звании квартирмейстера 2-го кавалерийского корпуса находился в ведении ген.-адъютанта барона Корфа. Корпус состоял в авангарде 1-й армии и принимал участие в сражениях под Свенцянами, Витебском, Смоленском и Бородиным, где Фёдор Фёдорович получил ранение. В рапорте о действиях корпуса во время Бородинской битвы Корф отметил Шуберта, помогавшего ему под жесточайшим картечным огнём удержать, приведённые в расстройство кавалерийские полки, подавая пример солдатам своей храбростью.Затем в составе корпуса графа Милорадовича, Шуберт участвовал в сражениях при Чирикове, Воронове, Ванкове, Тарутине. Во время преследования французов Шуберт участвовал в сражениях под Малым Ярославцем, Вязьмой и Красным. За кампанию 1812 г. Шуберт был награждён Орденом Св. Анны 2-й степени, тем же орденом, осыпанным алмазами, чином подполковника и дважды Высочайшей благодарностью. В 1813 году, находясь в том же корпусе гр. Милорадовича, он участвовал в обложении крепости Глогау, в сражениях при селениях Предени и Вальтгейме, под Дрезденом, Бишофсвердом, Бауценом, Рейхенбахом, Цоптеном, Кацбахом, Вартенбургом и в других делах силезской армии. Наконец, Шуберт сражался под Лейпцигом. Исполняя важные поручения по генеральному штабу, он обратил на себя внимание союзных главнокомандующих и был награждён прусским орденом «военного достоинства», орденом Красного Орла 3-ей ст., шведским орденом Меча и чином полковника.
В 1814 г. Шуберт, находясь в армии Блюхера, принял участие в делах под Сезаном, Нельи, Фершампенуазом, Парижем и, по возвращении войск в Россию, был назначен обер-квартирмейстером гвардейского пехотного корпуса, но с открытием кампании 1815 г. был с тем же званием переведён в гренадерский корпус и в армии фельдмаршала Барклая-де-Толли направился к Рейну. Состоя в русском авангарде, находившемся под начальством генерал-адъютанта гр. Ламберта, Шуберт участвовал в блокаде крепости Метца и в нескольких делах под ней. После вторичного занятия Парижа союзными войсками он получил командировку в Арденны и Аргоны для военного обозрения обеих горных цепей, по выполнении которой участвовал в общем смотре русских войск под Вертю. Вскоре за тем он был назначен квартирмейстером корпуса войск, оставленного временно во Франции под начальством графа Воронцова, причём в этом звании занимался топографическими работами и сделал съёмку пространства между реками Шельдой и Маасом.
В 1819 году Ф. Ф. Шуберта назначают начальником 3-го отделения Военно-топографического депо Главного штаба, а с 1820 года он становится начальником триангуляции и топографической съёмки Петербургской губернии и в этом же году получает звание генерал-майора. В 1822 году Ф. Ф. Шуберт разрабатывает проект положения о Корпусе топографов и вскоре становится первым директором вновь учреждённого Корпуса. Спустя 3 года его назначают управляющим, а с 1832 года — директором (до 1843 года) Военно-топографического депо Главного штаба, одновременно, получив обязанности генерал-квартирмейстера Главного штаба, а также членом Совета Академии Главного штаба. Соедует заметить, что в период временного отсутствия начальника Главного Штаба, его обязанности выполнял Директор военно-топографического депо. Помимо этих должностей Ф. Ф. Шуберт с 1827 по 1837 год был также и начальником Гидрографического депо Главного Морского штаба Его Императорского Величества. Управление этими учреждениями Фёдор Фёдорович успешно совмещал с рядом других не менее ответственных обязанностей.
Он руководит обширными тригонометрическими и топографическими работами в целом ряде губерний, занимается организацией издания «Записок Военно- топографического депо» (ежегодное издание, выходившее вплоть до начала 1920-х голов) и «Записок Гидрографического депо»; составляет и издаёт «Руководство для исчисления тригонометрической съёмки и работ Военно-топографического депо», которое служило основным пособием для топографов на протяжении нескольких десятилетий. 20 июня 1827 года Ф. Ф. Шуберт был избран почётным членом Петербургской Академии наук, а в 1831 году за отличие по службе его производят в генерал-лейтенанты. Большое значение получают картографические труды Фёдора Фёдоровича, особенно изданная им на 60 листах десятивёрстная специальная карта Западной части России, известная под именем «Карты Шуберта», гравированные планы Москвы и Петербурга, а также его работы, посвящённые изучению вида и размеров Земли.
В 1845 году Ф. Ф. Шуберт становится генералом от инфантерии, а в следующем году его назначают директором Военно-учёного комитета Главного штаба, которым он руководил до его упразднения в 1859 году. При таком обилии ответственных должностей Ф. Ф. Шуберт не только прекрасно справлялся с возложенными на него обязанностями, но и вносил много нового в деятельность каждого учреждения, в котором ему приходилось работать, поэтому его вклад в развитие отечественной военно-топографической службы был весьма значителен, а авторитет в учёном мире очень велик. Свободное от государственной службы время Фёдор Фёдорович посвящал нумизматике (в 1857 году им был опубликован капитальный труд по этому вопросу). Он в совершенстве владел четырьмя языками, прекрасно разбирался в музыке и живописи, был разносторонним, трудолюбивым и культурным человеком. 12 февраля 1889 года в Санкт — Петербурге прошла выставка, посвящённая юбилею Ф. Ф. Щуберта, о чём повествует «Каталог карт, планов и съёмок, выставленных в Конференц-зале императорской Академии наук в столетнюю годовщину дня рождения почетного члена Академии наук и бывшаго начальника военно-топографическаго депо генерала-от-инфантерии Ф. Ф. Шуберта», изданный в 1889 г. в Петербурге. Его имя выгравировано на юбилейной медали «В память пятидесятилетия Корпуса военных топографов. 1872».
В 1820 году женился на баронессе Софье Александровне Раль (1801—1833), дочери барона Александра Александровича фон Раля (1756—1833) от брака с Елизаветой Александровной Мольво (1768—1843). Таким образом генерал породнился с мужем её сестры Аделаиды — журналистом О. И. Сенковским а также с мужeм другой сестры, Александры, художником А. П. Брюлловым.
Как все дети придворного банкира барона А. А. Раля, Софья получила прекрасное домашнее воспитание и образование, на которое отец не жалел денег, унаследовала его любовь к музыке. Дом Ралей, как впоследствии и дом Шубертов, был одним из заметных музыкальных центров пушкинского Петербурга.
По словам мужа, она была
по отзыву сестры А. А. Сенковской —
В Софью Александровну был безответно влюблен О. И. Сенковский, который по её желанию женился в 1829 году на её младшей сестре Адели.
В браке у Шубертов родилось шестеро детей, из которых двое сыновей умерли малолетними.