在美丽的加龙河边留下了小费尔马的足迹，童年的生活是丰富多彩的。小费尔马的家庭富裕，这就给他创造了从小受良好教育的环境。少年时代的费尔马天资聪颖，才思敏捷，在数学方面更是表现出了极大的兴趣。可是父命难违，想从事数学研究的他被迫学起了法律。
费尔马上大学了，父母高兴得很，这就表示费尔马在离做官的路不太远了。按着父亲的想法，费尔马在大学里学得是法律。很快，大学生活就结束了，走出象牙塔的费尔马顺理成章的当了律师。费尔马还是一位社会活动家、议员。在费尔马做官的时候，他心里装的是老百姓，一心为人民办事，所以受到了人民的好评。为官的同时，他没有忘记自己心目中的“那片心灵花园”——数学。在这种想法的驱使下，他博览群书，潜心研究，为他以后的数学道路打开了方便之门。
爱因斯坦曾经说过：“对一切来说，只有热爱才是最好的老师，它远远胜过责任感。”费尔马尽管从事法律工作，而且还是一个很不错的律师，但是他从小就热爱数学，所以他在数学方面的贡献也就不足为奇了。特别是而立之年的费尔马，在他的头脑里想的不再是法律条文，而是数学。
费尔马利用自己的社交能力，经常和他崇拜的数学家们联系，不是和他们聚会，就是给他们写信，当然能让他和数学家们走在一起的不是法律而是数学问题。而且他还和少数的数学家周周“相会”，他“相会”的“对象”有着名的数学家笛卡尔、梅森等，他们在一起讨论科学，研究数学。大家想一想，这些人不是普通的人，而是数学界的精英，他们讨论的问题肯定是具有代表性的，也就代表了数学的发展趋势。
费尔马和数学家们除了在聚会中讨论数学问题，平常也经常写信和数学家们交流数学研究的信息。但费尔马有一个“毛病”，他不喜欢写书，却喜欢写读书笔记，喜欢在自己看的书上写写画画，写出自己的心得。
一天，费尔马做到了书桌旁，拿起几天来一直看的书——《算术》，这本书是古希腊伟大数学家丢番图的着作。读着读着，他拿起笔在书的空白处写下了一段话：分一立方数为两个立方数，分一个四次幂(或者一般的，任何次幂)为两个同次幂，这是不可能的：我确实找到了一个巧妙的证明，但是页边太窄，写不下。费尔马的这段随笔用现在的数学符号表示出来就是：不存在正整数x，y，z，n，使得xn+yn=zn(当n＞2时)。这就是困扰许多数学家的“费尔马猜想”或者叫“费尔马大定理”。
费尔马把自己的证明写在什么地方了，谁也不知道，他是利用什么方法进行证明的也无从查找。这成为一个谜。从此以后，许多数学家都试图证明这个定理。瑞士数学家欧拉给出了一个n=3的情况的证明(后来由别人加以完善)。大约1825年，勒让德和狄利克雷独立地给出了n=5的情况的证明；拉梅于1839年对于n=7证明了此定理。在此也要提到德国数学家库默尔，他对此问题的研究作了有意义的推进。1843年，库默尔向狄利克雷提交了一个书面说明，后者指出了其推理中的一个错误。库默尔回过来重新研究它，又过了几年，在称作理想数理论的高等代数中发展成一个与之相联系的重要课题，为费尔马关系式的不可解性导出了很一般的条件。现在知道：费尔马的“定理”对于n125000的情况和许多别的特殊的n值，的确成立。“费尔马猜想”虽然还没有最终获得证明，甚至还有人认为它是死题。但是，在证明“费尔马猜想”的过程中，数学家发现了很多新的数学概念、定理和方法。“理论数论”这一崭新的数学分支，就是在这种探索中建立起来的。
解析几何和微积分是高等数学的基础，而费尔马在这两方面所作的贡献是不能不提的。费尔马在解析几何基础的奠定上与笛卡尔的作用是并驾齐驱的。笛卡尔在《几何学》中涉及了平面几何的问题，没有提到空间几何的问题，而费尔马却弥补了笛卡尔的不足，他讨论了空间几何的一些问题，第一次在空间几何中应用了三次方程。这些还不是费尔马的全部，他在解析几何方面还给笛卡尔提出了许多宝贵的意见，这些意见都被笛卡尔无条件地接受了，而且，从此笛卡尔对费尔马大加赞赏，两人成了志同道合的朋友。
费尔马与微积分也结下了不解之缘。费尔马在研究“平面与轨迹”的时候，第一次从几何学的角度出发得出了求函数最大值、最小值的法则。这种方法后来得到了微积分发明人牛顿的赞赏。牛顿说：“我从费尔马的切线做法中受到了启发，我继续研究，就把这种奇妙的方法用到了抽象的方程上了，太感谢费尔马了，没有他的方法，我可能还找不到什么方法来解决抽象方程。”
费尔马还是概率论的创始人，他同巴斯嘉一起曾讨论过分赌本的问题，虽然那时还没有什么概率论，但分赌本问题其实就是最早的概率论的问题，他们的解法在当时的那个年代里也很有说服力。
在物理光学中的韦伟大发明中，我们也不能忘记费尔马，因为他对几何光学的基本原理的提出的贡献不可磨灭，他提出了光的反射定律和光的折射定律。
1665年1月12日，为数学忙碌了一大辈子的费尔马在图鲁斯逝世。他的儿子萨缪尔·费尔马在费尔马生前好友的帮助下把费尔马的笔记、批注及书信加以整理汇成《数学论集》出版发行。此书一问世，立刻引起了世人的关注，人们把这本着作当作稀世珍品加以收藏。