Родился в Санкт-Петербурге, был воспитанником Императорского петербургского воспитательного дома. В 1823 поступил в Дерптский университет и в 1825, будучи студентом, по ходатайству В. Я. Струве был назначен помощником директора Дерптской обсерватории и находился в этой должности до 1834. В 1829 участвовал в экспедиции профессора И. П. Паррота на гору Арарат для определения высот ее вершин и их точного географического положения. В 1832 был командирован на 3 года в юго-западную Сибирь для определения географических координат точек между 50 и 60 градусами широты; за время командировки определил широту 79 и долготу 42 пунктов от Екатеринбурга до Красноярска и Енисейска. Командировка эта продлилась до 1837, после чего он был назначен исполняющим должность ординарного профессора в университет святого Владимира. В 1839 защитил диссертацию «О точном определении географического положения пунктов, видимых из значительной дали», получил степень доктора математических наук и определен ординарным профессором астрономии университета святого Владимира, которым оставался до конца жизни. В 1841 назначен проректором и с 1843 по 1847 был ректором Киевского университета. Под руководством Фёдорова была построена Киевская обсерватория.