Он родился 14 апреля 1801 г. в с. Верхненикульском Мологского уезда Ярославской губернии в семье крестьян графа Мусина-Пушкина. В 1815 г. его определили в Академию художеств. На картины начинающего художника обратил внимание Президент Академии художеств, директор Императорской публичной библиотеки А.Н. Оленин. Алексея Николаевича Оленина современники называли «любителем и знатоком древностей». Он был одним из образованнейших людей своего времени. Широко эрудированный в вопросах литературы и искусства Оленин систематически занимался изучением истории, занимался археологией и этнографией, был автором ряда работ, посвященных историческим темам. Он стал привлекать его для исполнения различных работ и заказов, нацеливая на художественно-археологические исследования. А.Н. Оленин способствовал становлению и формированию уникального исторического живописца, знатока археологии и истории России, что было обусловлено ростом интереса русского общества к родной истории и необходимостью создать настоящую историческую мастерскую в стенах Академии художеств.

Подлинное сотрудничество Ф.Г. Солнцева с А.Н. Олениным и его археологическая живопись началась со Старорязанской находки и работы над ней.

В 1822 г. тремя крестьянами в земле при починке дороги на месте Старой Рязани, бывшей столице удельного Рязанского княжества, был найден уникальный золотой клад, завернутый в кожаный мешок. Вещи клада несомненно принадлежали великокняжеской семье и были зарыты перед нашествием монголо-татарских орд, разоривших Старую Рязань в 1237 г. Найденные золотые изделия были созданы рязанскими мастерами в XII в. Всего в кладе было 45 предметов, в основном, это украшения женского парадного платья. Так, например, найдено было 13 золотых блях разного размера, усыпанных драгоценными камнями и жемчугом (бляхи несколько схожи с нынешними панагиями, носимыми обыкновенно архиереями), бармы- украшения царской или великокняжеской одежды, разные кольца, перстни и другие вещи.

Этой находкой заинтересовался А.Н. Оленин и подготовил научное описание рязанского клада. Для создания рисунков – точных копий с найденных предметов, президент Академии художеств привлек художника Ф.Г. Солнцева. Но решение привлечь молодого художника к исполнению достаточно сложных работ пришло не сразу. Об этом сохранилось несколько разных свидетельств, в том числе и нижеследующее, сохранившееся в архиве Вельтмана: «Действительный Тайный Советник Алексей Николаевич Оленин в продолжение деятельной и полезной своей жизни в особенности занимался изданием в свет древних русских произведений искусства, как древнейших путеводителей деяний прошедших времен для живописцев и ваятелей, и для составления к означенному своему предприятию рисунков приглашал многих художников; но это издание не осуществлялось по не отысканию способных сотрудников, а в 1829 году поручено от него академику Федору Григорьевичу Солнцеву, воспитывавшемуся в Императорской Академии Художеств, по окончании курса наук и художеств выпущенному с чином 14 класса, сделать акварелью рисунки с найденных близ старой Рязани старинных русских вещей. Солнцев исполнил это поручение и Его Высокопревосходительство в рисунках сих нашел ту отчетливость, которой он давно отыскивал. Рисунки представлены были на высочайшее воззрение и Его Императорское Величество во внимание отличной способности Солнцева к занятию в означенном роде живописи указом».

В 1829 г. Ф.Г. Солнцев выполнил для него рисунки Рязанских древностей: драгоценные бляхи, бармы, перстни. Об этой работе Ф.Г. Солнцев впоследствии вспоминал: «Алексей Николаевич предложил мне нарисовать "рязанские древности". Я принялся за работу. Рисовать надо было в кабинете Алексея Николаевича. Между прочим, у меня нарисована была бляха, рисунок этот и лежал на столе. Однажды приехал к Алексею Николаевичу профессор перспективы - М.Н. Воробьев. Заметив на столе бляху и приняв ее за настоящую, он хотел рукою сдвинуть ее, но, увидев свою ошибку, сказал: "Неужели это нарисовано!" По этому случаю Алексей Николаевич заметил: "Да, уж лучшей похвалы искусству нельзя сделать"».

Работа над Рязанскими древностями окончательно связала жизнь и творчество Федора Григорьевича с археологией: современники называли его исключительно художником-археологом, а впоследствии его полувековая художественно-археологическая деятельность была отмечена золотой медалью Императорского Русского Археологического общества.

С конца 20-х гг. XIX в. главным помощником А.Н. Оленина в издании археологических трудов стал Ф.Г. Солнцев. В своих мемуарах много лет спустя после смерти президента Академии художник написал: «После того как я нарисовал “Рязанские древности”, А.Н. Оленин поручил мне рисовать “Керченские” и “Фанагорийские древности”. При этом Алексей Николаевич сказал, что когда я изготовлю несколько рисунков, то надобно будет попытаться издать их в Париже. Однако же намерение это не исполнилось. Попытались мы издать рисунки здесь, в Петербурге, но и тут ничего не вышло. В начале 1830 г. я окончил рисунки керченских и фанагорийских древностей. Некоторые вещи я рисовал на камне. Алексей Николаевич остался чрезвычайно доволен моими рисунками и представил их, вместе с некоторыми другими, императору Николаю Павловичу». К слову сказать, А.Н. Оленин скончался в 1843 году. Многие труды его, имеющие огромное научное значение, остались неизданными. В 1873 г. при Императорском Русском Археологическом обществе была образована особая комиссия из 5 членов, под председательством Н.И. Стояновского, для издания многочисленных трудов Оленина. Часть из них опубликовали уже 1877 г. 100 иллюстраций, вошедших в «Археологические труды», принадлежали Ф.Г. Солнцеву. (Древности Босфора Киммерийского, хранящиеся в Императорском музее Эрмитажа. Рис. Ф.Г. Солнцева. СПб., 1854. 2 тт.; Оленин А.Н. Археологические труды в 4-х тт. под ред. Н.И. Стояновского со 100 снимками Ф.Г. Солнцева. СПб., 1877, 1881, 1882.)

Оленин, содействуя развитию художественных способностей Солнцева, привлекал его к самым разнообразным работам. В 20-е годы XIX в. А.Н. Оленин, занимавший одновременно несколько важных государственных постов и славящийся как человек любящий во всем порядок, считал необходимым иметь служащим официальную форму. Идеи о создании форменной одежды для государственных служащих А.Н. Оленин высказал в 1810-е гг. В 1826 г. проект был осуществлен с некоторыми изменениями. При подготовке в 1814 г. к открытию Публичной Библиотеки Оленин разработал официальную форму одежды для ее служащих: по его рисункам и описанию были утверждены праздничный и повседневный мундиры.

Возраст и занятость на государственной службе не позволяли А.Н. Оленину самостоятельно работать над всем, что он задумывал. Поэтому и к работам по созданию проектов различной форменной одежды был привлечен Ф.Г. Солнцев. «Я зашел к Алексею Николаевичу, - написал в 1876 г. художник. - Он принял меня радушно и сказал: “Вот кстати пришел; мне нужно нарисовать академические мундиры, так как нынешние предполагается изменить. Сделай мундиры”. Мундиры я нарисовал очень скоро. Алексей Николаевич остался рисунком доволен и назначил мне за работу 300 руб.».

Работы над проектами мундиров и выполнение заказов по копированию и срисовыванию различных предметов старины прививали молодому художнику вкус и интерес к тончайшему исследованию нравов, обычаев и одежды русского народа.

30-е годы XIX века стали новым этапом в творческой биографии Ф.Г. Солнцева. Он работал в Москве, снимая рисунки с древнейших вещей, хранившихся в Оружейной палате Московского Кремля и его соборах, делая акварельные зарисовки различных видов Москвы. Часть этих рисунков была выполнена для работ русского историка, действительного члена Императорского Общества истории и древностей Российских - Ивана Михайловича Снегирева, занимавшегося исследованием российских древностей. В 40-е годы XIX века увидела свет книга И.М. Снегирева о памятниках Московской древности, посвященное императору Николаю I. Издатель Август Семен написал к книге вступительную статью, в которой говорилось следующее:

«Описание древностей первопрестольной, царственной столицы русской, достойное величия предмета и благоговейного внимания русских людей и русской земли к святыни и памятникам московским, давно было общим желанием всех просвещенных людей. Изучение памятников Отечественных есть обязанность каждого любящего свою Отчизну. Сохранение их в описаниях и изображениях от случайной гибели и разрушения времени должно быть почитаемо заветом нашего уважения к предкам и чести народной.

Счастливым случаем, давно желанное предприятие нашло себе ревностного покровителя в бывшем, незабвенном навсегда градоначальнике Москвы, князе Дмитрии Владимировиче Голицыне. Описание памятников Московской древности препоручено было ученому знатоку русских древностей И.М. Снегиреву, члену сего общества, уже много лет посвятившему себя на обозрение и исследование древней Москвы. Любопытные описания господина Снегирева обогатились рисунками превосходного изографа русских древностей, академика Ф.Г. Солнцева.

Изящество отделки рисунков и полнота и отчетливость описаний возбудили согласные похвалы всех наших не только русских, но и иностранных газет и журналов, которые единогласно признали Памятники Московской древности первым великолепным изданием, из всех доныне вышедших в России.»

Этот совместный труд выдающихся русских исследователей И.М. Снегирева и Ф.Г. Солнцева наряду с «Памятниками древнерусского зодчества» Ф.Ф. Рихтера и «Русской стариной» А.А. Мартынова и И.М. Снегирева внес большой вклад в дело образования русских зодчих по части национального наследия.

В мае 1830 года началась работа художника Ф.Г. Солнцева над «срисовыванием старинных наших обычаев, одеяний, оружия, церковной и царской утвари, скарба, конской сбруи и прочих предметов, принадлежащих к историческим, археологическим и этнографическим сведениям», находившихся в Москве и хранившихся в Оружейной палате. Работе Солнцева в Кремле и в Оружейной палате помогали выдающиеся общественные и государственные деятели XIX века: митрополит московский Филарет (Дроздов), президент московской дворцовой конторы князь В.В. Юсупов, историк М.П. Погодин и, конечно же, президент Академии художеств А.Н. Оленин. Благодаря профессиональным советам А.Н. Оленина и М.П. Погодина Федор Григорьевич Солнцев не только отобрал богатый материал для срисовывания, но научился отличать подлинник от подделки, правильно датировать предметы старины и систематизировать их.

Созданное Ф.Г. Солнцевым собрание рисунков русской старины (а их было более трех тысяч) привлекло внимание императора Николая I, и он пожаловал на их издание около ста тысяч рублей серебром. Это пожертвование императора на подобную публикацию вызвало живой отклик в общественных и научных кругах России. В журнале «Москвитянин» выдающийся русский историк М.П. Погодин отмечал, что «любители Отечественной древности и истории благословляют царскую щедрость» и «с нетерпением ожидают великолепного издания».

При подведении некоторых итогов развития исторических и археологических знаний в России в 1871 году, М.П. Погодин дал должную оценку «Древностям Российского государства», созданных на основе рисунков академика живописи Ф.Г. Солнцева. В работе «Судьбы археологии в России» он написал: «Важнейшее и вместе великолепнейшее издание наших памятников, собственно археологических, заключается в "Древностях Российского государства" (1849-1853 гг.). Государь Император Николай Павлович высочайше повелеть соизволил, чтобы все, заслуживающее внимания и составляющее материал истории или предмет археологической любознательности ученых и художников, было срисовано со всею отчетливостью, описано и издано в свет. Исполнение этого Высочайше возложено было на президента Академии художеств А.Н. Оленина, а изображение памятников русской старины поручено академику Ф.Г. Солнцеву. В продолжение нескольких лет, совершая ежегодные поездки по России, Ф.Г. Солнцев срисовал значительное количество русских древностей во всех родах. Целью Оленина было точнейшее исследование нравов, обычаев и одежды или костюма русского народа от VI до XVIII века по Р.Х., особенно для художников. Смерть застигла Оленина в самом начале предприятия.

Государь Император повелел учредить в Москве особый комитет под председательством графа С.Г. Строганова. Комитет распорядился о составлении нового проекта издания и решился печатать акварельные рисунки академика Солнцева посредством литохромии масляными красками, в Москве, по мысли А.Ф. Вельтмана, который был главным действующим лицом при этом издании, и которого кстати мы имеем честь видеть здесь председателем собрания. Издание, состоящее из 500 рисунков большого формата, распределено, по содержанию своему, на шесть отделений, с соответственным описанием.

Богатое пособие получила археология в этом великолепном издании!»

В.В. Стасов, произнося речь памяти Ф.Г. Солнцева, высоко оценил именно «Древности Российского государства». Он сказал: «Книга пришлась по общему вкусу, она составила эпоху в русском историческом самосознании и имела громадное влияние на рост всех последних художественных поколений наших».

Трудам Ф.Г. Солнцева всячески содействовал император Николай I, который на первый план были выдвинул национальные традиции. Среди них определенное внимание стали уделять русским историческим реликвиям. Государь «любит все русское, он ставит новые памятники и бережет старые», – написал В.А. Жуковский.

В связи с проведением охранительной политики, заботясь о сохранении памятников культуры, в годы своего царствования Николай I отдал ряд распоряжений, связанных с отечественной стариной. В Киеве в 1832 г. были раскрыты остатки Золотых ворот, а с 1835 г. действовала специальная Комиссия изыскивания древностей. Собранные коллекции поступили в Киевский университет, где 17 марта 1837 г. открылся археологический музей. В 1847 г. было издано сочинение киевского гражданского губернатора И.И. Фундуклея «Обозрение Киева», а в 1848 г. – «Обозрение могил, валов и городищ Киевской губернии». Большая часть зданий и вещей, которые были описаны в «Обозрении Киева», представлены в рисунках и чертежах. Гравюры к книге создавались по рисункам Ф.Г. Солнцева.