Litke iniciou a sua carreira naval em 1813. Fez parte da expedição em volta do mundo empreendida a bordo do navio russo "Kamchatka" de 1817 a 1819 sob o comando de Vasily Golovnin.
Nos anos de 1821 a 1824 Litke comandou a expedição organizada pela Marinha Imperial Russa para explorar as costas da ilha de Novaya Zemlya, o Mar Branco e a parte oriental do Mar de Barents. De 1826 a 1829, comandou uma viagem de exploração em a bordo do navio "Senyavin", no decurso da qual descreveu a costa ocidental do Mar de Bering, as ilhas Pribilof, as ilhas Bonin e as ilhas Carolinas, mapeando nesta viagem 12 ilhas até ali desconhecidas dos europeus.
Deve-se a Litke a ideia de construir um marégrafo com o respetivo registador (1839), aparelhos que por sua indicação foram construídos e instalados ao longo das costas russas do Oceano Ártico e do Oceano Pacífico em 1841.
Foi nomeado presidente da Comissão Científica Naval da Rússia em 1846. Litke foi chefe do estado-maior e governador militar dos portos de Reval (hoje Tallinn) e de Kronstadt de 1850 a 1857. Em 1855, Litke foi feito membro do Conselho de Estado da Rússia (Государственный совет), um corpo legislativo complementar da Duma.
A. I. Alekscev, Fedor Petrovich Litke, The University of Alaska, 1996 (ISBN 0-912006-86-2) (tradução para inglês de uma obra publicada em Moscovo em 1970).