Родился в деревне Чернавке в семье крестьян-старообрядцев. С детства познал тяжелый подневольный труд. Окончив городское шестиклассное училище и дополнительный педагогический класс, получил звание учителя начального училища.
В 1900 году напечатал первый рассказ, а свою первую повесть послал А.М. Горькому, который одобрил ее и вселил в начинающего писателя желание писать, совершенствовать написанное.
Три года Ф. Гладков учительствовал в сельских школах Забайкалья, а в 1905 году поехал в Тифлис - учиться в учительском институте. Там он встретил революцию 1905 года; был одним из организаторов большевистской группы. В 1906 году вступил в члены РСДРП. В этом же году был арестован и отправлен в иркутский централ. Пребывание в тюрьме стало настоящим университетом для писателя: здесь проходили ожесточенные дискуссии между марксистами и эсерами. Этот период изображен в повести «Старая секретная».
В ссылке 1907 - 1910 годов Ф. Гладковым были написаны рассказы «Удар», «В арестантском вагоне» и начата повесть «В изгнании» («Изгои»).
В 1914 - 1918 годах был инспектором высшего начального училища в кубанской станице Павловской. Во время Февральской революции был одним из организаторов Советской власти в станице, избран комиссаром просвещения. В период белогвардейской оккупации Ф. Гладков находился в большевистском подполье. В августе 1920 года Ф. Гладков пошел добровольцем в Красную Армию. В этом же году был назначен редактором газеты «Красное Черноморье», работал заведующим отделом народного образования. Среди напряженной партийно-советской работы написал рассказ «Зеленя» («Волки»).
С осени 1921 года начал работать в журнале «Новый мир» в Москве. В 1923 году стал литератором-профессионалом, вошел в литературную, группу «Кузница». В 1924 году закончил роман «Цемент». В 1933 и 1939 годах вышли первые два тома романа «Энергия» о Днепрострое.
Во время Великой Отечественной войны Ф. Гладков был корреспондентом «Известий» и «Правды» на Урале. Кроме публицистических произведений им написана повесть «Клятва».
В послевоенные годы Ф. Гладков создал автобиографическую трилогию «Повесть о детстве», «Вольница», «Лихая година», в которой продолжал горьковские реалистические традиции. С 1945 года Ф. Гладков был директором Литературного института им. М. Горького. В последние годы он работал над четвертой частью автобиографической эпопеи - повестью «Мятежная юность», которая осталась незаконченной.