Род Мельниковых принадлежал к старинному дворянству, но он не был ни знатным, ни богатым. Отец будущего писателя хотел в молодости поступить в открывшийся в 1805 году Казанский университет, но за недостатком необходимого образования («Латинского языка вовсе не знал, а по математике знал только четыре арифметических правила». — П. Мельников. Автобиография) оставил эту мысль и поступил в набиравшееся в ту пору по случаю войны с Наполеоном земское войско, где его избрали сотенным начальником. В 1808 году милицию (так стало называться земское войско) распустили, и Иван Иванович Мельников поступил на действительную службу в Уфимский пехотный полк, а затем в рядах Великолуцкого пехотного полка совершил походы за границу (1813–1814). В 1816 году его перевели в Нижегородский гарнизонный батальон и вскоре назначили начальником жандармской команды. Впрочем, тогда это была всего-навсего обыкновенная полицейская стража. С рождением первенца Иван Иванович Мельников вышел в отставку и до конца своих дней (1837) служил по выборам дворянства Нижегородской губернии.

Ни отец, ни дед будущего писателя не извлекли из службы каких-либо особых материальных выгод и потому не могли дать своим детям того начального образования и воспитания, которое получали многие дети людей их круга, их сословия. До десяти лет П. Мельников обучался дома, и тут особую роль в его развитии сыграла мать, Анна Павловна, привившая сыну любовь к чтению, любовь к литературе и истории. Десятилетний мальчик переписывал в тетради стихи Пушкина, Жуковского, Дельвига, Баратынского.

В 1829 году П. Мельников поступил в Нижегородскую гимназию, которую успешно окончил в 1834 году. Особых впечатлений из гимназии он не вынес и потом с благодарностью вспоминал лишь учителя словесности Савельева и учителя зоологии Кученеева. Правда, навсегда запомнилась одна история. В те времена в Нижнем Новгороде уже был театр, и многие гимназисты с увлечением посещали его, увлечение переросло в желание самим ставить спектакли, и тому выдался подходящий случай. Учитель математики приходил на урок и минут через пятнадцать обычно отпускал учеников домой, но те шли не домой, а торопились в одну из башен нижегородского кремля, где они оборудовали свой собственный театр. «Башня, — вспоминал потом П. И. Мельников, — понадобилась гарнизонному начальству под цейхгауз, и батальонный командир, придя ее осматривать, застал нас во время представления «Поликсены». Драматическую труппу, под присмотром солдат, отправили к директору, а башню заперли. С нами расправились, по тогдашнему обычаю, довольно круто».

История докатилась до Казани, где находился учебный округ, и оттуда последовало распоряжение «разобрать дело как можно строже». «Из ребяческой нашей шалости, — писал П. И. Мельников, — сумели раздуть страшную историю. В городе рассказывали вещи, несодеянные, будто мы, одиннадцати- и двенадцатилетние мальчики, составили опасный заговор для ниспровержения существующего порядка».

Вероятно, этот случай можно было бы зачислить в разряд курьезов, не характеризуй он той общей атмосферы, что царила даже в провинции после подавления восстания декабристов долгие годы. Поначалу дворяне стали предпочитать военной службе, опасной в силу активной деятельности III Отделения в армии, университеты, однако вскоре репутация столичных университетов среди дворянства была подорвана деятельностью студенческих кружков и репрессиями III Отделения. Посылать детей в Московский и Петербургский университеты стало считаться тоже делом опасным.

Но если старшее поколение пребывало в тревоге, то молодое в силу своей молодости жило радужными надеждами. В июле 1834 года Павел Мельников в числе других двенадцати человек успешно сдал выпускные экзамены и получил аттестат из рук самого принца Ольденбургского, прибывшего на торжественный акт в Нижегородскую гимназию. Однако в Московский университет родители своего первенца не отпустили, и он в компании трех своих товарищей и учителя русской словесности Савельева отправился по Волге в Казань.

Вот как потом вспоминал П. Мельников окончание этого приятного путешествия:

«Дощаник от услонского берега круто поворотил к Бакалде. Казань стала перед нами, как на ладони.

— Где университет? Где университет?? — в один голос спросили мы Александра Васильевича Савельева.

— Вон, направо от тех башен, видите на горе белое здание? Это университет.

Мы невольно сняли фуражки. Я всегда был нервным мальчиком: у меня слезы выступили на глазах; с каждым взмахом весел яснее и яснее представлялись глазам нашим университетские здания. Будто растут, будто ширятся, будто простирают они к нам материнские объятия, и что-то вещее запело духовным ушам моим: «Сюда, сюда! здесь просвещение, здесь благо!»

И этот почти молитвенный восторг перед храмом науки переживали многие молодые люди той поры, потом восторг угаснет, начнутся университетские будни, но не угаснет культ науки и знания. И не случайно, что во второй половине XIX века в России появится так много выдающихся деятелей культуры и науки.

П. Мельников, сдав успешно вступительные экзамены, поступил на словесный факультет Казанского университета, ректором которого был Н. И. Лобачевский. К тому времени сместили с поста попечителя Казанского учебного округа печально знаменитого М. Л. Магницкого. «Преемнику Магницкого, Мусину-Пушкину, Казанский университет много обязан, — писал впоследствии П. Мельников. — Он, в продолжение более чем двадцатилетнего управления округом, восстановил университет и довел его до такого состояния, в каком он не бывал ни прежде, ни после». И хотя сам М. Н. Мусин-Пушкин не отличался особой прогрессивностью взглядов, но при нем Казанский университет сумел подобрать очень сильный преподавательский состав и снискать репутацию одного из лучших учебных заведений страны.

С особой теплотой П. И. Мельников вспоминал преподавателя русской словесности Григория Степановича Суровцева, беззаветно любившего отечественную литературу и умевшего привить к ней любовь студентам. Навсегда остался в памяти П. И. Мельникова тот день, когда Суровцев взошел на кафедру, поднял вверх руку с листком «Русского инвалида» и громко сказал: «Встаньте!» Мы встали, с изумлением глядя на профессора. Дрожащим от волнения голосом, в котором слышались горькие задушевные слезы, он прочел известие — всего несколько строк. Живо помню первые слова его: «Солнце нашей поэзии закатилось — нет более Пушкина!» Аудитория ахнула в один голос, послышались рыдания… Сам профессор сел и, склонив на кафедру седую, как серебро, голову, горько заплакал… Прошло несколько минут, он встал и сказал: «Князь русских поэтов во гробе. Его тело везут из Петербурга куда-то далеко. Быть может, оно еще не предано земле. При не закрытом еще гробе Пушкина, как сметь говорить о русской словесности! Лекции не будет — пойдемте молиться!»

То было начало февраля 1837 года, а 18 июня в Казанском университете состоялся очередной выпуск. Курс русской словесности насчитывал всего четырнадцать человек, и среди наиболее успешно сдавших выпускные экзамены оказался Павел Иванович Мельников. На торжественный акт приехал великий князь Александр Николаевич, путешествовавший тогда по России, в свите наследника находился и В. А. Жуковский. Знаменитый поэт подошел к выпускникам-словесникам и стал расспрашивать, кто чем намеревается заниматься в дальнейшем… (Между прочим, во время этого путешествия наследник посетил Вятку, где в то время находился в ссылке Герцен. Жуковский поможет Герцену выбраться из Вятки и переехать во Владимир.)

В год окончания университета П. И. Мельников лишится отца, а мать его умерла еще в 1835 году. Но теперь, кажется, судьба улыбнулась ему. В университет П. Мельников поступал своекоштным студентом, что давало ему в дальнейшем право выбрать поприще по собственному усмотрению, однако со второго курса (в связи с затруднительным материальным положением) он был переведен на казенный кошт, а казеннокоштным студентам, согласно существовавшим тогда порядкам, после окончания университета предстояло несколько лет прослужить «по учебному ведомству». Обычно их отправляли учительствовать в самые отдаленные или глухие места. Но П. Мельникова, как окончившего курс наук с отличием, оставили при университете на год с тем, чтобы он подготовился к заграничной поездке для пополнения своих знаний. В дальнейшем он должен был вернуться в университет и занять место на кафедре славянских наречий. Перед девятнадцатилетним П. Мельниковым открывался прямой путь к профессорству. Большего, кажется, и желать было невозможно.