Родился 30 августа (11 сентября) 1882 г. в Новгороде в семье преподавателя математики и пианистки. Детство провел в Одессе. Получил начальное домашнее образование, затем окончил гимназию. Во время учебы подружился с К. И. Чуковским. После гимназии поступил на естественное отделение Новороссийского университета, которое закончил в 1906. Затем с 1911 по 1916 г. учился на кораблестроительном отделении Петербургского политехнического института. После института сделал карьеру моряка и освоил несколько других профессий. Работал штурманом на парусном судне, был капитаном научно-исследовательского судна, ихтиологом, рабочим-металлистом, инженером-судостроителем, преподавателем физики и черчения, руководителем технического училища, путешественником.

Печатался с 1924 – сначала ориентируясь на взрослую, затем все чаще на детскую аудиторию, которую он находил, в частности, как постоянный автор детских журналов и газет «Новый Робинзон», «Чиж», «Еж», «Юный натуралист», «Пионер», «Ленинские искры» и др. (морские повести в сб. "Злое море", 1924; рассказы для детей "Черная махалка", "Дяденька", оба 1925; "Джарылгач", 1926; "Про обезьянку", 1927; "Кружечка под елочкой", 1929; "Белый домик", "Мангуста", оба 1935; "На льдине", 1939; циклы "Морские истории", 1925–1937, "Рассказы о животных", 1935; повести "Удав", "Черные парус", обе 1927; пьесы "Пятый пост", 1927; "Семь огней", 1929; сказочная повесть "Элчан-Кайя", 1926; научно-художественные книги "Про эту книгу", "Свет без огня", обе 1927; "Пароход", 1935, книжки-самоделки, в т.ч. "Одень меня", 1928, "Что я видел" 1938).

Богатый жизненный опыт и впечатляющие познания во многих отраслях деятельности отражаются в повествованиях писателя о науке. Житков писал о разных профессиях. В своих произведениях он воспевал и такие черты как компетентность, усердие, а самое главное — чувство ответственности. Любовь к морю и разным странам была его величайшим источником вдохновения. Герои Житкова часто попадают в экстремальные ситуации: цикл «На воде», «Над водой», «Под водой», «Механик Салерно» и др. Роман о революции 1905 г. «Виктор Вавич».

Житков был организатором театра теней и выпуска специальной серии книг для малограмотных, автором незаконченной книги "История корабля", цикла "Рассказы о технике", адресованного молодежи, романа для взрослых "Виктор Вавич" (кн. 1–2, 1929–1937), рассказывающем, не без автобиографических реминисценций, о периоде революции 1905.

Творчество Житкова, классика отечественной детской и анималистической (в продолжение традиций Л.Н.Толстого и А.П.Чехова) словесности, которого можно, наряду с В.В.Бианки и Е.И.Чарушиным, считать также основоположником научно-художественного жанра в детской литературе, оказало существенное влияние на многих детских писателей.

Житков скончался в Москве 19 октября 1938 г.