Правнук прусского короля и германского императора, родился в петербургском доме князей Юсуповых на Набережной р. Мойки. Матушка ожидала рождения четвертого ребенка — дочки; детское приданое сшили розовое, а родился мальчик. Зинаида Николаевна была разочарована и до пяти лет одевала Феликса девочкой, что впоследствии наложило отпечаток на его характер. Феликс в детстве и ранней юности имел очень ненадежное здоровье, до 15 лет страдал лунатизмом, любил шалости и приключения. Например, в возрасте за 13 лет, переодевшись в женское платье, мог с другом пойти в ресторан и пить там, не имея денег, шампанское, что имело вполне определенные грустные последствия. В Париже и Петербурге он с 17 лет любил, переодевшись в женское платье, появляться в городе и развлекаться. В 17 лет представился француженкой-певицей и, украсив себя бесценными ювелирными украшениями своей матери, выступил в самом шикарном петербургском кабаре «Аквариум». Переодевшись женщиной, он всегда имел успех у мужнин и скандалы со своими родителями. Устраивал самые неожиданные и нередко неприятные сюрпризы гостям их дома вместе со своей любимой собачкой — французским бульдогом Клоуном (на известном портрете кисти В.А. Серова 17-летнего Ф.Ф. Юсупова можно увидеть вместе с этой милой собачкой, с которой Феликс не расставался 18 лет; на 19-м году бульдог умер, и Феликс похоронил его в саду их дома на Мойке).

В молодые годы Феликс имел сомнительную репутацию, поскольку не порицал однополую любовь и имел близких друзей — мужчин. Он с 19 лет увлекался спиритизмом, участвовал в спиритических сеансах, изучал оккультные науки и теософию, занимался йогой, с 20 лет активно посещал парижских куртизанок, курил опиум и какое-то время был морфинистом (наркоманом), ходил к гадалкам и колдуньям, был частым посетителем ресторанов и сомнительных мест. Учебой Феликс мало интересовался, в Петербурге пытался учиться в одной из самых строгих гимназий, позже учился в Пажеском корпусе. А в возрасте 21 — 23 лет учился в Оксфордском университете, в университетском колледже (но тогда он не очень тянулся к наукам, больше любил псовую охоту, плавание, водное поло, клубные веселья, опасные шалости, и особенно маскарады). Он стал со временем бисексуалом.

26 лет он не хотел жениться, ему было хорошо в мужском обществе, но под влиянием великой княгини Елизаветы Федоровны и родителей 627 лет (1914) он все-таки женился на дочери великого князя Александра Михайловича и великой княгини Ксении Александровны (сестре Николая II) — Ирине (1895—1970), племяннице Николая II. Молодые стали жить в доме на Мойке, где им выделили часть дома с отдельным входом. В 1914 г. они путешествовали по странам Европы — были во Франции, Англии, Италии, а также в Египте, на Пасху приехали в Иерусалим.

В период Первой мировой войны, в 1914 г., Феликс устроил в различных юсуповских домах госпитали; первый такой госпиталь он устроил в Петербурге в своем доме на Литейной улице. Его не призвали на фронт, поскольку он был единственным сыном в столь сановитой семье. У Феликса и Ирины Юсуповых родилась дочь, ее назвали Ириной (1915— 1983). К 1916 г. трезвомыслящим людям было ясно, как пагубно влияет на императрицу Александру Федоровну старец Григорий Распутин. Зинаида Николаевна Юсупова одной из первых стала открыто выступать против Распутина, пыталась неоднократно объяснить императрице лживую суть его натуры. Об этом 29-летний Феликс знал. Знал он и то, что старец обладал какой-то особой силой, в том числе гипнотической, использовал гипноз в своих интересах. Многие думские депутаты, великий князь Дмитрий Павлович, Феликс Юсупов и некоторые другие думали, как у брать Распутина от царской семьи. Ф.Ф. Юсупов еще в 1909 г. познакомился с Распутиным, в 1916 г. он возобновил знакомство якобы с целью своего излечения от мнимых болезней. Феликс испытал на себе гипнотические возможности Распутина. Феликс стал с одобрения жены Ирины инициатором и одним из четырех соучастников убийства Распутина в полуподвале юсуповского дома на р. Мойке. Распутина не удалось отравить огромной дозой сильнейшего яда, который на него не подействовал. Юсупов выстрелил в него, но не убил, хотя какое-то время он лежал без движений. А потом Распутин пришел в себя и стал бороться за свою жизнь, встал, схватил Юсупова, который с трудом и диким ужасом вырвался от него, оттолкнул его и Распутин упал на пол. Потом он пытался бежать, но депутат Государственной думы В.М. Пуригикевич несколькими выстрелами из револьвера убил его. У Юсупова наступил какой-то нервный психоз, и он стал резиновой гирей страшно бить труп Распутина, а потом — потерял сознание, другие соучастники убийства: великий князь Дмитрий Павлович, поручик А.С. Сухотин, врач С.С. Лазаверт, депутат Государственной думы В.М. Пуришкевич завернули труп в какую-то ткань, отвезли его к реке Малая Мойка и сбросили в воду с Петровского моста. Про убийство Распутина скоро знал весь Петербург, но кто убил его, сразу жандармам установить не удалось. Однако распоряжением императрицы Александры Федоровны, по сути, были арестованы без веских доказательств их вины и участия в убийстве Ф.Ф. Юсупов и Дмитрий Павлович. А поведение императора Николая II свидетельствовало о том, что он рад кончине старца. Несколько великих князей выступили с просьбой к императору освободить, хотя и наказать, возможно виновных в убийстве Распутина. Великого князя Дмитрия Павловича отправили в Персию (Иран) на турецкий фронт, а Ф.Ф. Юсупова выслали на постоянное жительство в юсуповское имение Ракитное в Курской губернии; в тот момент не было абсолютно точно доказано их участие в убийстве Распутина, но высылка их из Петербурга означала наказание.