Фридрих Конрад Бейльштейн (Beilstein) родился 5 февраля 1838 г. в многодетной семье петербургского немца Карла Фридриха Бейльштейна и его жены Катарины Маргареты, урожденной Руч. Его родители, как и многочисленные родственники, с 18-го века принадлежали к приходу Св. Михаила. Отец Фридриха, купец 3-й гильдии и почетный гражданин, был портным, мать происходила из семьи петербургского ткача, уроженца Гессен-Дармштадта Иоганна Руча. Семьи Бейльштейн и Руч связывали крепкие родственные отношения.
Фридрих был старшим ребенком среди семи братьев и сестер. С 1846 по 1852 гг. он учился в лучшей немецкой гимназии столицы - Петришуле. По окончании гимназического курса юноша отправился продолжать обучение в университетах Германии: сначала - в Гейдельберге, затем – в Мюнхене, где изучал химию. В столице Баварии Фридрих в 1856 г. опубликовал свою первую научную статью - "О диффузии жидкости". Благодаря этому событию имя 18-летнего студента стало известно в научном мире.
Карьера молодого ученого развивалась стремительно. В 1858 г. в Геттингенском университете Фридрих защитил диссертацию «О мурексиде» на соискание степени доктора философии и уже через два года был приглашен на работу в этом университете, заняв должность приват-доцента, а затем – внештатного профессора. Кроме того, в те же годы он стал редактором журнала «Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie».
После, уже в России, за свои научные изыскания он получит диплом почетного доктора химии Московского университета. Дальнейшая его жизнь будет протекать между Россией и Европой: Фридрих Бейльштейн будет совершенствовать свое образование в Париже, работать в университетах Бреслау и Геттингена, прежде чем в 1865 г. будет приглашен на место профессора химии в Петербургский Технологический институт. Этому учебному заведению он посвятит 30 лет своей жизни и воспитает около тысячи химиков-технологов.
Одновременно он будет читать лекции в Николаевской инженерной академии. В 1866 г. по приглашению А.М. Бутлерова Бейльштейн станет профессором Петербургского университета. За успехи в научной деятельности ему в 1876 г. была присуждена Ломоносовская премия Академии наук. Как химик Ф. Бейльштейн также входил в Совет мануфактур и торговли. В 1887 г. ученый принял российское подданство.
На посту профессора Технологического института Фридрих Бейльштейн являлся преемником Дмитрия Менделеева. Здесь он читал курсы органической, неорганической и аналитической химии, управлял Химической лабораторией. В период работы в институте им был написан учебник «Руководство к качественному химическому анализу», который в России выдержал 9 изданий и был переведен на многие европейские языки. Вместе с учениками им было опубликовано свыше 200 научных работ. Наиболее известные труды были посвящены теории ароматических изомеров и молекулярным перемещениям. Химик также производил исследования кавказской нефти и изучал электролиз.
В 1868 г. Ф.Ф. Бейльштейн, наряду с А. П. Бородиным, Д.И. Менделеевым и еще 16 химиками, стал одним из основателей Русского химического общества. В 1886 г. он был избран ординарным академиком Академии наук «по технологии и прикладной химии, приспособленной к искусствам и ремеслам». В том же году в Лейпциге вышло фундаментальное двухтомное «Руководство по органической химии», написанное ученым на немецком языке – «Handbuch der organischen Chemie», именуемое в разговорной речи просто «Бейльштейном».
Подготовка первого издания заняла 17 лет. «Руководство», составленное русским академиком, стало настольной книгой каждого химика и выдержало три издания. Справочник продолжал издаваться и после смерти автора. Впоследствии для этого во Франкфурте-на-Майне в 1951 г. был создан специальный «Институт Бейльштейна по литературе органической химии». В 1999 г. институт был переименован в «Институт Бейльштейнa для содействия развитию химических наук». В настоящее время справочник представляет собой электронную базу данных, права на которую принадлежат компании "Elsevier".
Общительный характер Ф.Ф. Бейльштейна, его активная жизнь и блестящее знание иностранных языков способствовали международным контактам. Фридрих Бейльштейн состоял почетным членом многих научных обществ и университетов: Прусской Академии наук (1888), Гёттингенского Королевского научного общества (1880), Королевской Aкадемии в Уппсале (1899), Лондонского (1883) и Немецкого (1897) химических обществ, Общества естествоиспытателей Киевского университета (1894), Физического общества во Франкфурте-на-Майне (1896), Парижского (1879) и Филадельфийского (1893) медицинских обществ и др. Академик участвовал в работе нескольких российских благотворительных обществ, которые, в частности, оказывали помощь бывшим выпускникам Петришуле и российским ученым. Не оставлял Фридрих Бейльштейн своими пожертвованиями и родной приход Св. Михаила.
Наряду с научной работой Фёдор Фёдорович серьёзно увлекался музыкой: был хорошим пианистом, собрал большую нотную библиотеку, возглавлял "Петербургское общество любителей камерной музыки", участвовал в музыкальных вечерах М.П. Беляева.
Академик, тайный советник Фридрих Бейльштейн покинул этот мир 5 октября 1906 г. Ученый скончался в возрасте 68 лет от инсульта в своей квартире на 8-й линии Васильевского острова (дом 17), предоставленной ему Академией наук, и был похоронен на Волковском лютеранском кладбище.
В память о Фридрихе Бейльштейне Немецкое химическое общество с 1954 г. ежегодно вручает памятную медаль за особые заслуги в истории химии, химической литературы и информации.