Татищев был сыном псковского помещика. О ранних годах его жизни почти ничего не известно. В молодости он учился артиллерийскому и инженерному делу в Артиллерийской академии под руководством одного из самых просвещенных сподвижников Петра – Якова Вилимовича Брюса (1670–1735). Татищев деятельно участвовал в русско-шведской войне. Побывал в Германии (1713–1714) и вывез оттуда много книг, положивших начало его богатой библиотеке.

В 1717 году Татищев был командирован Петром в Гданьск для переговоров о выплате городом наложенной на него контрибуции.

В том же году Татищев участвовал в Аландском конгрессе представителей России и Швеции для переговоров о заключении мира. Татищев состоял при Брюсе, одном из двух русских уполномоченных. Сговориться о мире не удалось, и конгресс разъехался.

В 1719 году Петр хотел поручить Брюсу составление подробной географии России. Брюс был в это время по горло занят (он был сенатором и президентом Берг- и Мануфактур-коллегий) и вместо себя рекомендовал Петру Татищева.

Татищев представил Петру докладную записку о плане своей работы, которую Петр одобрил. Уже в это время Татищев увидел, что ввиду неразработанности истории России ему необходимо будет изучать совместно и географию и историю Русского государства. Петр выдал ему из своей библиотеки «Древнюю Нестерову летопись», которую Татищев скоро списал.

В начале 1720 года Брюс командировал Татищева на Урал для устройства горных заводов. Дело было ответственное и хлопотливое. Тем не менее Татищев сумел найти время для собирания исторических и географических материалов. Он нашел еще список «Нестеровой летописи» и, сверяя его со своей копией, обнаружил значительную «разность», что побудило его продолжать поиски. В это время он начал уже вырабатывать план своей «Истории Российской».

Прибыв в начале 1722 года в Петербург, Татищев показал Брюсу и архиепископу Феофану Прокоповичу план своей истории и просил их помочь нужными ему книгами, часть которых имелась в Петербурге, а часть была выписана для него из Германии.

В декабре того же года Татищев опять был послан на Урал и в Зауралье, как помощник главного директора «Сибирских заводов» В. И. Геннина. В конце 1723 года Татищев был вызван в Петербург с докладами Геннина и там остался.

В ноябре 1724 года Петр послал Татищева в Швецию «для некоторых секретных дел». Он должен был ознакомиться с положением в Швеции горного и монетного дела и мануфактур, нанимать на русскую службу разных мастеров, «стараться о помещении русских в учение горному делу и смотреть и уведомиться о политическом состоянии, явных поступках и скрытых намерениях оного государства».

Татищев не преминул воспользоваться поездкой в Стокгольм и для своих научных интересов и вошел в сношение со шведскими историками, указавшими ему на существование важных для русских историков скандинавских саг еще языческого периода. Ему помогло, что еще ранее в Сибири он познакомился с некоторыми сосланными туда военнопленными шведами, в том числе с полковником Табортом, который путешествовал по всей Сибири, собирая материалы для ее описания. Вернувшись в Швецию после окончания войны, он был возведен в дворянство под фамилией Страленберг. Когда Татищев встретил его опять в Стокгольме, Страленберг готовил к печати (по-немецки) свою книгу «Северная и восточная часть Европы и Азии». В марте 1734 года Татищев был на значен главным начальником горных заводов Сибири и Пермского края. В данной ему инструкции был особый пункт об изучении всего обширного края, в котором находились заводы. По всей вероятности, этот пункт был внесен по совету самого Татищева. Вскоре после прибытия в Екатеринбург Татищев составил вопросник (анкету), которую по его просьбе сибирский губернатор из Тобольска разослал во все сибирские города. Поступление ответов шло медленно, некоторые ответы были слишком кратки, но все же у Татищева накопилось достаточно сведений, чтобы начать составлять «Общее географическое описание всея Сибири». Труд этот остался незаконченным. Вместо того Татищев приступил к составлению «Общего географического описания всея России». Работа шла медленно из-за недостатка известий, поступивших в ответ на его анкеты.