Возможно, так бы все и произошло, но священник Наркис Мамин с детства привил сыну любовь к чтению, не представляя, к чему этого может привести. Впоследствии Дмитрий вспоминал: «В нашем доме книга играла главную роль, и отец пользовался каждой свободной минутой, чтобы заняться чтением». Когда Дмитрию подошла пора получать полноценное образование, вопрос о том, где учиться не стоял. Денег на определение сына в гимназию в семье не было, и мальчика отвезли в Екатеринбург в духовное училище (бурсу). Бурсацкие нравы мальчик выдержать не смог, и отцу пришлось забрать его домой. Но через два года Дмитрий снова очутился в той же бурсе, а после её окончания — в Пермской духовной семинарии. Но окончить семинарию ему уже было не суждено.
Нравы в семинарии мало отличались от бурсацких, но часть семинаристов увлекалась революционными идеями, чтением запрещенной литературы и даже собрала небольшую подпольную библиотечку. Здесь Дмитрий впервые смог прочитать книги Герцена, Добролюбова, Чернышевского, узнал идеи народников. Под влиянием прочитанного, он решил круто изменить свою жизнь. Несмотря на уговоры отца, Дмитрий ушел из семинарии и весной 1871 года уехал в Петербург, чтобы поступить на ветеринарное отделение Медико-хирургической академии.
В столице Дмитрий снова стал посещать революционные студенческие кружки и даже попал под надзор полиции. Он не только много читал, но и сам стал пробовать писать, тем более что сотрудничество с газетами давало хоть и небольшой, но заработок, а надеяться он мог только на себя, отец в лучшем случае прислал с оказией немного продуктов. Вскоре он отошел от активного участия в кружках народников и посвятил себя журналистскому и писательскому труду. Но взгляды народников поддерживал еще долго, что нашло отражение в его репортажах и произведениях.
Репортажи молодого журналиста, регулярно печатавшиеся с 1875 года в газетах «Новости» и «Русский мир» показывали хорошее знание жизни и умение найти интересные для читателей подробности в казалось бы обыденных явлениях жизни. В это же время он начинает публиковать в журналах рассказы и небольшие очерки о самобытных людях, с которыми ему пришлось познакомиться в период жизни на Урале: «Старик», «Красная шапка», «В горах», «Русалки». Рассказы особого интереса у читателей не вызывают. Возможно, понимая это, Дмитрий Мамин еще не подписывает их своим именем, скрываясь за псевдонимами. В 1876 году он пишет свой первый роман «В водовороте страстей». Роман получился откровенно слабым и подражательным. Салтыков-Щедрин отказался публиковать его в «Отечественных записках», но автора обнадежил, посоветовав больше работать, оттачивать собственный стиль и глубже изучать народную жизнь. Опубликовать роман Дмитрию удалось в небольшом журнале, спрятавшись под псевдонимом Е. Томский.
Поняв, что медик из него не получится, Дмитрий в этот год перешел на юридический факультет Петербургского университета. Но и здесь смог проучиться всего около года. Ухудшение здоровья (врачи подозревали чахотку) и отсутствие денег для оплаты учебы заставили его оставить университет и уехать на родину.
После смерти в 1878 году отца Дмитрий с семьей перебрался в Екатеринбург, где перебивается разовыми заработками, получаемыми за репетиторство и публикации в прессе. Он продолжал писать, а чтобы лучше понять народную жизнь, много ездил по Уралу, знакомился с людьми, записывал рассказанные ими житейские истории. В начале 1880-х годов его произведения снова появляются в журналах Москвы и Петербурга под псевдонимом Д. Сибиряк.
Теперь и Салтыков-Щедрин охотно берет произведения молодого писателя для публикации в «Отечественных записках». Вскоре Дмитрий присоединяет к фамилии псевдоним и уже как Мамин-Сибиряк становится известен читателям, у которых приобретает популярность своими произведениями, открывающими читателям таинственный мир Урала: старателей и старообрядцев, заводских рабочих и местных промышленных воротил, таежных отшельников и откровенных разбойников.
В 1883 году в журнале «Дело» печатается его роман «Приваловские миллионы», образно и ярко показавший новые социальные типы, приходящие на смену старому купечеству. Роман принес автору широкую популярность. На следующий год он публикует очередной роман «Горное гнездо», продолжающий уральскую тему. Любопытно, что в следующем романе «На улице», автор переносит своих героев, накопивших капиталы на Урале, в Петербург, где, по их мнению, можно по настоящему развернуться с большими деньгами. Все это до удивления напоминает нашу действительность, когда «новые русские», сколотившие капитал в российской глубинке, устремляются «покорять» столицу.
Свои силы Мамин-Сибиряк попробовал и в драматургии, но его пьесы такого успеха, как романы, не снискали. Его перу принадлежит и ряд исторических повестей, действие в которых разворачивается на Урале и в Сибири.
С начала 90-х годов Мамин-Сибиряк кроме крупной прозы стал писать чудесные сказки и рассказы для детей. Произошло это после того, как в 1892 году скончалась его любимая жена, и Дмитрий Наркисович стал сам воспитывать малолетнюю дочь. Подготовленные им сборники «Аленушкины сказки» и «Детские тени» неоднократно переиздавались еще при жизни автора. Да и в наши дни трудно найти человека, который бы в детстве не читал «Серую шейку», «Зарницы», «Зимовье на Студеной». Его сказки не только учат любить и понимать родную природу, они по-настоящему добрые.
В последние годы жизни писатель тяжело болел, но продолжал писать. Скончался Мамин-Сибиряк 15 (2) ноября 1912 года, через несколько дней после своего 60-летия. Похоронили его на Никольском кладбище Александро-Невской лавры.