Четвъртата, последна част на романа, с нейните три глави и епилогът са написани и публикувани през 1880 година. Любопитна е бележката на писателя от лятото, когато пише главата „Братът Иван Фьодорович“. „Всички са в трескаво състояние и всичко е сякаш в своя синтез.“ Също и аргументът му за фантастичното, който той споделя в писмо във връзка с раздела „Дяволът“: „Фантастичното в изкуството има своите правила и предел. Фантастичното трябва така да се съприкосновява с реалното, че почти да му повярвате…“
Веднага след завършване на журналната публикация през ноември писателят подготвя романа за отделно издание, което се осъществява още през декември. Интересът е огромен. С радост Ана Григориевна съобщава, че в първите дни е изкупен половината тираж.
За прототиповете в романа има ред предположения и догадки. При писател като Достоевски установяването на прототипа е особено трудно. Големи спорове предизвикват спомените на дъщерята на писателя Люба, която твърди доста прибързано, че прототип на стария Карамазов е бащата на Достоевски. Също и твърдението на Фройд и неговата школа за отражение на „Едипов комплекс“ в темата отцеубийство у самия автор на романа. Предполага се близост между характерите на Митя и Аполон Григориев; между мнимия отцеубиец от каторгата Д. Илински и Митя; между Катерина Ивановна и първата жена на Достоевски — Мария Исаева; между Альоша и Вл. Соловьов. А в по-широките простори на критическите тълкувания някои виждат и самия автор на романа, проектиран с по нещо в тримата братя.
От едно писмо на вдовицата на Достоевски и от два разказа на А. Суворин, собственик на сп. „Литературный журнал“, разбираме за евентуално продължение на романа. Това възбужда духовете и до днес, пълни съчиненията за Достоевски с предположения по въпроса. Според Ана Григориевна в продължението Альоша е не юноша, а зрял мъж, преживява сложна драма с Лиза, Митя се връща от каторга. В два разказа Суворин пише как Достоевски споделил с него, че възнамерявал да напише роман, в който Альоша ще мине през манастир и ще стане революционер, ще върши престъпления и ще бъде екзекутиран. Другаде Суворин изказва намерението на писателя Альоша да стане цареубиец.
Още след първите глави в „Русский вестник“ романът предизвиква: много критически и читателски отзиви. Читателските писма обикновено са възторжени. Критиката води полемика, разгръща се истинска буря от противоположни мнения, която се разраства с всяка следваща глава. Нейната кулминация настъпва след смъртта на писателя през 1881 година.
Най-честият упрек е в мистицизъм и в психологическа ненормалност. В. „Молва“ още през 1879 г. публикува четири статии за „Братя Карамазови“, една от друга по-язвителни. „Освен неизбежният във всички романи на г. Достоевски, се казва в една от статиите, психиатрически елемент виждаме и немалко възлияния на елей.“ Осъжда го и в. „Голос“: „Образован ли е човек, той ще е или негодник, или психически болен, или готов да се отвърне от пътищата на честта и правдата.“ В друг фейлетон същият вестник обвинява Достоевски и в друго — във възмущение от съвременния му свят и в призив към хората да се обърнат към идеалите на средните векове. Има обвинения и в краен субективизъм. В. „Новости“ го упреква в нежелание „да наблюдава хората и да изучава живота“ (!) „Единствената несъмнена реалност при г. Достоевски, счита рецензентът В. Чуйко, с неговото собствено въображение, могъщо, но странно, изкривено, изродено.“ Закон на тази реалност е „мрачният характер на мистическата жестокост, с кризи, смесени: почти с налудност“. В. „Русская правда“ упреква писателя в „старата му слабост“ — „отрицателна разработка на своя идеал“ и да показва изход само в смирението и самоотказа. Вестникът съжалява за „гениалния талант“ на писателя, който не може да се освободи от оковите на мистицизма. Сп. „Свет“ (Л. Оболенский) нарича „мистика Альоша“ анахронизъм. В съвременната действителност има и песимисти и аскети, „но те нямат мистическа основа“ — така е убеден критикът и настоява Достоевски да знае това. В. „Неделя“ също вижда „религиозния ентусиазъм“ на Альоша като нерв на романа, но съветите му към писателя са по-умерени. Той му дава правото на собствена трактовка, но си запазва правото да не я приема и да смята, че „такъв оттенък е лъжлив“. А в един от фейлетоните си „Молва“ бойко тръби какво е пропуснал да направи писателят — „да нарисува в перспектива реалните условия на възможно по-голяма справедливост и щастие на земята“.