Образование получил в воронежской гимназии и московском университете, где учился на юридическом факультете и в тоже время слушал лекции Шевырева, Бодянского и Грановского.

Окончив курс в 1848 г., Афанасьев в 1849 г. поступил на службу, вполне соответствующую его способностям и наклонностям - в московский главный архив министерства иностранных дел, где он в 1856 г. был сделан начальником отделения, а вскоре правителем дел состоящей при архиве комиссии печатания государственных грамот и договоров.

В этой должности он состоял до 1862 г. Это было самое спокойное и самое плодотворное время его деятельности.

За это время Афанасьев, который еще будучи студентом начал сотрудничать в лучших тогдашних журналах ("Современник" 1847 г. и "Отечественных Записках" 1848), поместил целый ряд (68) более или менее значительных статей в "Современнике" (1849 - 52 гг.), "Отечеств. Записках" (1850 - 60 гг.), "Архиве историко-юридических сведений о России", издав. Калачёвым, и некоторых др. изданиях. Из этих статей могут быть приведены только важнейшие: "Дедушка домовой", первое его мифологическое исследование (в "Архиве" Калачёва, ч. 1); "Ведун и ведьма" (в альманахе "Комета", изд. Н. Щепкиным; отдельно, Москва, 1851); "Языческие предания о острове Буяне" (во "Временнике общ. ист. и древ. росс.", 1858 г., № 9 - здесь он впервые развил во всей полноте свою натурмифологическую систему славянского мировоззрения); "Зооморфические божества у славян" ("Отеч. Записки", 1852 г., № 1 - 3); "Несколько слов о соотношении языка с народными поверьями" (в "Известиях акад. наук по отд. рус. языка и словесности", 1853 г.); "Русские сатирические "журналы 1769 - 1774 г. " (в "Отеч. Зап.", 1855 г., № 3, 4 и 6; отдельно, Москва, 1859 - до сих пор остаётся едва ли не лучшей монографией по истории литературы XVIII в.).

В 1858 - 59 гг. он издавал чрезвычайно полезный, но не нашедший достаточной поддержки, журнал: "Библиографические Записки", где поместил ряд своих статей, именно: "Сатиры Кантемира", "Н. И. Новиков", "Литературная полемика прошлого столетия", "Русская книжная торговля" и др.

В 1860 г. он издал - "Русские народные легенды" (Москва), вскоре изъятые из продажи. В 1862 г. в жизни Афанасьева произошёл крутой переворот, вредно отозвавшийся и на его учёной деятельности, и на самом здоровье: он оказался прикосновенным, по видимому совсем по чужой вине, к политическому делу, и хотя не потерпел никакого наказания, но принуждён был покинуть обеспечивавшую его службу и отдаться тяжёлым заботам о куске насущного хлеба для себя и для семьи.

С трудом удалось ему найти место секретаря сначала в московской думе, а затем в мировом съезде. Но и в это тяжёлое время Афанасьев, заваленный работой, ничего общего с наукой не имеющей, продолжал свои исследования и труды.

В "Библиотеке для чтения" (1864) г. появились его статьи: "М.С. Щепкин и его записки", "Поэтические предания о светилах небесных", в "Филологических Записках" (1865 г.) он поместил: "О радуге", "Сказка и миф", сотрудничал он в это время и в "Книжном Вестнике", изд. Ефремовым и Ростовцевым.

В эти же тяжкие для него годы, при самых неблагоприятных условиях, Афанасьев закончил и издал главный труд своей жизни: "Поэтические воззрения славян на природу" (3 т., Москва, 1866 - 69), в котором он соединил и привёл в стройную систему всё сказанное прежде им, и всё, наиболее важное, добытое трудами западных натур-мифологов.

Последний труд Афанасьева - на пользу русских детей, это "Русские детские сказки" (2 ч., Москва, 1870; 2 изд., Москва, 1886); 23 сентября 1871 г. Афанасьев умер от чахотки, 45 лет от роду.