Родился в семье дьякона при Мало-Охтенской кладбищенской церкви в Петербурге. Согласно материалам Половцова, изложенном в электронной энциклопедии компании «ИДДК», отец П.:
П. учился в Александро-Невском духовном училище. Окончил Петербургскую духовную семинарию (1857). По окончании в ожидании места читал по покойникам, пел в церкви. В то же время занимался самообразованием, был вольнослушателем Санкт-Петербургского университета, работал в воскресной школе.
В сентябре 1863 года писатель заболевает и умирает от гангрены.
Так, по материалам Половцова из электронной биографической энциклопедии компании «ИДДК»:
Раннюю смерть объясняют апатией и пьянством, вызванными наступлением реакции и неудачами личного характера.
Улица в Санкт-Петербурге, где жил писатель, названа его именем.
Приступает к литературному творчеству уже во время учебы — принимает участие в рукописном журнале «Семинарский листок» (публикует насколько статей и начало рассказа «Махилов»). Дебютировал в печати очерком «Вукол», опубликованном в 1859 в «Журнале для воспитания». В 1861 в журнале «Современник» опубликовал повести «Мещанское счастье» и «Молотов». В 1862—1863 в журнале «Время» и «Современник» печатались его «Очерки бурсы». Роман «Брат и сестра» и повесть «Поречане» остались неоконченными.
Мировоззрение писателя сложилось под влиянием революционных демократов, в частности Н. Г. Чернышевского. Для Помяловского характерно резко отрицательное отношение к дворянской культуре в целом, отвращение к буржуазному накопительству. Герой Помяловского — плебей, разночинец, борющийся за своё место в жизни, ненавидящий барство, безделье, либеральную болтовню; однако классовое самосознание, чувство собственного достоинства не избавляют его от капитуляции перед действительностью. В «Очерках бурсы» Помяловский остро поставил проблему воспитания, с большим критическим пафосом заклеймил бездушие, применение телесных наказаний, консерватизм — черты, характерные не только для духовных учебных заведений, но и для всей русской жизни в условиях самодержавия и деспотизма. Помяловский — убеждённый реалист, продолжатель традиций Н. В. Гоголя: и прежде всего, П. мастерски и очень талантливо владеет русским языком, создав поистине незабываемые речевые конструкции и обороты, что ставит его (пусть даже эстетически) в ряд первостепенных российских писателей, вероятно, до сих пор ещё не оцененных в полной мере.
«Мещанское счастье» и «Молотов» — самые известные произведения писателя, представляют собой дилогию, в центре которой — повествование о судьбе разночинца Молотова. Произведения затрагивают многие проблемы социального характера: проблема воспитания, повествуют о женской эмансипации, об отношениях разночинцев и дворянства, но основной проблемой является осмысление судьбы образованного интеллигентного разночинства в обществе.
В повести «Мещанское счастье» главный герой Молотов Егор Иванович предстает перед читателем наивным романтиком, мечтающем о справедливом устройстве мира. Молотов полагает, что помещик Обросимов, которому он служит, доверяет ему, видит равного себе. Но в дальнейшем оказывается, что между помещиком и разночинцем, «плебеем и барином» разверзлась пропасть межклассовых противоречий. Разночинец Молотов осознает, что ему необходимо самому искать свой путь, добиваться материальной и моральной независимости.
Повесть «Молотов» репрезентирует героя спустя 10 лет, за это время Молотов узнает, чего стоит независимость и разочаровывается во многом, хотя его переполняет гордость, что он ничем никому не обязан.
Выражения из повести «Мещанское счастье» — «кисейная барышня» и «мещанское счастье» стали крылатыми
В 1862—1863 гг. журналы «Время» и «Современник» публикуют 4 части произведения «Очерки бурсы», 5-я часть незавершена, будет опубликована после кончины Помяловского. Изначально писатель помышлял о 20 очерках, в которых ему хотелось бы рассказать более подробно о жизни учеников бурсы. Согласно электронной энциклопедии компании «ИДДК», со ссылкой на материалы Половцова, под именем Карася П. изобразил самого себя. Там же указано, что:
И далее: