Образование получил в Благородном пансионе при Санкт-Петербургском университете (1830). До 1845 г. состоял на службе.
Родился в дворянской семье; племянник В. И. Панаева. Образование получил в Благородном пансионе при Санкт-Петербургском университете (1830). До 1845 г. состоял на службе. Печатался с 1834. Жена — Авдотья Яковлевна Панаева, автор многочисленных романов, а также «Воспоминаний».
На литературное поприще Панаев выступил в 1834 г. рядом повестей, в которых явился подражателем Бестужева-Марлинского («Спальня светской женщины», «Белая горячка» и др.). Во второй половине 1830-х гг. Панаев часто ездил в Москву, где познакомился с тамошними литераторами и особенно близко сошелся с В. Г. Белинским, который при его посредстве приглашен был А. А. Краевским заведывать критическим отделом «Отечественных записок».
Под влиянием Белинского Панаев отрешился от мелодраматической манеры Марлинского. В повестях Панаева, написанных около 1840 г. («Прекрасный человек» и др.), замечается поворот на путь реалистического творчества; но, одарённый небольшим талантом, Панаев расплывается в мелких подробностях. В меньшей степени эти недостатки проявляются в произведениях зрелого периода беллетристической деятельности Панаева.
Сюда относятся: «Маменькин сынок» (1845), «Родственники» (1847), «Встреча на станции» (1847), «Львы в провинции» (единственный большой роман Панаева, появившийся в отдельном издании, Санкт-Петербург, 1852), «Хлыщи» — великосветский, провинциальный и хлыщ высшей школы (1856) и, наконец, повесть из петербургских воспоминаний «Внук русского миллионера» (1858). Панаеву, писательский темперамент которого отличался женственной мягкостью, не удавались цельные образы и сильные характеры, но он дал ряд живых лиц, много эффектных и драматических сцен, наряду со сценами, полными неподдельного юмора.
Особенно выделяются женские характеры Панаева, который любил доказывать превосходство русской женщины над разными помещичьими маменькими сынками, купеческими внуками, хлыщами и великосветскими львами и один раз даже (в повести «Родственники») — над 23-летним Гамлетиком (к изображению российского Гамлетика Панаев приступил раньше Тургенева), причём героинь своих Панаев брал из чиновничьих, купеческих и помещичьих кругов, но не из великосветских.
Более крупное значение в истории русской литературы Панаев имеет как журнальный деятель.
В 1847 г. он вместе с Некрасовым возродил «Современник». Они сумели привлечь лучшие литературные силы к участию в этом журнале, который стоял во главе умственного движения в одну из наиболее бурных эпох русской общественной жизни. В «Современнике» Панаев, под псевдонимом Нового поэта, писал ежемесячные остроумные фельетоны, сначала критические, потом о петербургской жизни. Под этим же псевдонимом Панаев издал сборник своих стихотворений-пародий (СПб., 1859).
Незадолго перед смертью Панаев напечатал свои известные воспоминания, дающие множество ценного материала для изучения одной из наиболее важных эпох в истории русской литературы (1830-е и 1840-е гг.).