Родился в семье военного врача. Окончил Орловский кадетский корпус, после чего поступил в московское Александровское военное училище, откуда перевёлся в петербургское Михайловское артиллерийское училище. В 1870 году получил звание подпоручика; отслужив год, ушёл в отставку.
В 1871 году поступил в Санкт-Петербургский лесной институт на агрономический факультет, где увлёкся революционными идеями. В 1872 году примкнул к кружку «чайковцев». Не завершив образования, одним из первых предпринял попытку «хождения в народ» осенью 1873 года. Агитировал крестьян Тульской и Тверской губерний, используя при этом тексты из Евангелия и делая из них социалистические выводы. Вдохновил на «хождение в народ» учившегося вместе с ним Д. Аитова.
Вскоре был арестован, бежал и, прожив недолгое время в Москве на нелегальном положении, эмигрировал в Швейцарию в конце 1874 года. Летом 1875 года участвовал в Герцеговинском восстании, сотрудничал в газете «Работник» (Женева) бакунистского направления. За годы пребывания за границей Степняк-Кравчинский неоднократно встречался с русскими политэмигрантами Г. А. Лопатиным, П. Н. Ткачёвым, П. Л. Лавровым, М. А. Бакуниным и др. В результате он отказывается от программ и бакунистов, и лавристов, считая, что в России невозможны ни немедленная революция, ни планомерная социалистическая пропаганда. Степняк-Кравчинский выдвигает идею «пропаганды действием» — организации «показательного бунта», который будет подавлен, но подаст пример самопожертвования. В пропагандистских сказках — «Сказка о копейке» (1874), «Мудрица Наумовна» (1875), «Из огня да в полымя!…» (1876) и др. Кравчинский популяризовал идеи социализма, рассказывал о Карле Марксе, призывал к бунту. После подавления Герцеговинского восстания вернулся в Москву, где участвовал в организации и исполнении нескольких дерзких побегов из тюрем своих друзей. Но, испытав разочарование от неудачной деятельности народнического движения и расстроенный отсутствием перспектив развития и арестами своих друзей, вновь выехал за границу.
В 1877 году участвовал в вооруженном восстании бакунистов в итальянской провинции Беневенто. Был арестован и приговорён к смертной казни, но в январе 1878 года амнистирован. Уже в феврале того же года, в Женеве, Кравчинский вместе с П. Б. Аксельродом и Л. Г. Дейчем организовывают анархистский печатный орган — журнал «Община». Основными задачами журнала были освещение, анализ народовольческого опыта и попытка объединения разрозненных народнических течений.
В мае 1878 года нелегально возвращается в Россию, где примыкает к «Земле и Воле» и становится главным редактором первых четырёх номеров газеты «Земля и воля. Социально-революционное обозрение». В нём публикуются работы многих народников, в том числе Г. В. Плеханова.
Взгляды на революционную борьбу Кравчинского кардинально изменяются, он окончательно отказывается от тактики «хождения в народ» и приходит к выводу, что единственный действенный метод борьбы в России — террор.
До 1881 года жил в Швейцарии под псевдонимом и занимался переводами. После убийства Александра II и последовавшей за этим реакции русское правительство потребовало экстрадиции Кравчинского, и он нелегально перебрался в Италию.
Здесь в миланской газете «Pungolo» («Жало») он публикует серию очерков о российском революционном движении, которые легли в основу книги «Подпольная Россия». Книга была впервые издана в Италии под названием «La Russia sotteranea», но вскоре была переведена на множество языков мира и вызвала сочувственные отклики Э. Золя, А. Доде, М. Твена, Элизе Реклю, И. С. Тургенева, Л. Н. Толстого. Русское правительство вновь потребовало экстрадиции, и с 1884 года Кравчинский жил в Англии. Здесь у него появилось много друзей и знакомых: среди них Фридрих Энгельс, парламентарий-лейборист Дж. Браун, профсоюзный деятель Э. Пиз, Уильям Моррис, Эдуард Бернштейн, Иван Франко и др.
В эмиграции Кравчинский женился на Фанни Марковне Личкус, дочери купца. С ними же жила Анна Марковна Личкус, сестра Фанни.
Проживая в Лондоне, он уделяет много времени творчеству. В 1885 году выходит его книга «Russia under the Tsars» (Россия под властью царей), в том же году она переиздаётся в Швеции, Франции, США. Через год издаётся следующая книга «Русская грозовая туча», а в 1888 году монография «Русское крестьянство, его экономическое положение, общественная жизнь и религия». В четырёх книгах, обличая царскую реакцию 1881—1887 годов, анализируя положение крестьян, рассматривая национальную политику в армии, Кравчинский прославлял героическую борьбу революционеров.
Одной из подруг и сотрудниц Кравчинского была писательница Этель Лилиан Войнич, которую он обучил русскому языку. Её революционный роман «Овод» (1897) распространялся в России подпольщиками, а после победы Октябрьской революции издавался в СССР многомиллионными тиражами и был в каждой школьной библиотеке.
В 1888 году, под редакцией Элеоноры и Эдуарда Эвелингов, выходит роман Кравчинского «The Career of a Nihilist» (Жизнь нигилиста). Главный герой романа Андрей Кожухов является собирательным образом из судеб и характеров многих героев революционного движения, а основной задачей романа, как писал сам автор, было показать «душевную сущность этих восторженных друзей человечества». На русском языке роман увидел свет уже после смерти писателя под названием «Андрей Кожухов».
Кроме творческой работы Кравчинский активно участвует в общественной жизни, посещает различные митинги, выступает с лекциями. В 1890 году в Англии по его инициативе возникло «Общество друзей русской свободы», которое занималось пропагандой против российского самодержавия и поддержкой российских революционеров, выпускало англоязычный ежемесячник «Свободная Россия» (Free Russia). Редактором журнала до 1893 года был сам Кравчинский, затем его сменил Ф. В. Волховский. В 1891 году после поездки Кравчинского в США здесь возникло американское отделение «Общества друзей российской свободы».
В тот же период Кравчинский организует «Фонд вольной русской прессы», который занимался изданием и переправкой в Россию агитационной литературы. Во многом именно на темах, поднятых изданиями Фонда, основывалась большая часть социалистической пропаганды против царской России. В эти годы Кравчинский пишет повесть «Домик на Волге» и два эссе: «Заграничная агитация» и «Чего нам нужно и начало конца».
В 1891 году писатель, познакомившись с Хесбой Стреттон, собирает материал для книги о сектантах-штундистах в России. Итогом этой деятельности стали два варианта книги — роман «Штундист Павел Руденко» и изданный в 1895 году на английском языке «Великий путь Скорби» (Highway of Sorrow at the close of the 19-th Centure). Несмотря на столь тесное соавторство, по просьбе Степняка его имя не было упомянуто, и на обложке вместо него были указаны шесть звёздочек.
В 1893 году писатель сам переводит «Подпольную Россию» на русский язык и издает её тиражом 5000 экземпляров. Для революционно настроенной молодёжи книга становится настольной. В 1895 году вышла в свет его последняя книга «King Stork and King Log» («Царь-чурбан и царь-цапля»), в ней были описаны конец правления Александра III и первые дни правления Николая II. Незадолго до смерти Степняк-Кравчинский начал активно обсуждать возможность общеоппозиционного печатного издания на русском языке «Земский Собор», который должен был нелегально распространяться в России. Из России деятельную помощь должен был оказать известный адвокат Л. А. Куперник, который в августе 1895 года встречался в Лондоне с Кравчинским.
23 декабря 1895 года Степняк-Кравчинский погиб, случайно попав под поезд.