Zunächst Schüler der Weimarer Zeichenschule bei Heinrich Meyer, studierte Preller 1821-1823 in Dresden, wo er die alten Meister kopierte. Auf Goethes Empfehlung begleitete er 1824 Großherzog Karl August in die Niederlande. Bis 1826 studierte er an der Antwerpener Akademie bei Mathieu Ignace van Brée. Ein Stipendium führte ihn nach Mailand. 1828-1831 lebte er in Rom, wo seine Landschaftsauffassung von Joseph Anton Koch beeinflusst wurde. Er schloss dort auch Freundschaft mit Bonaventura Genelli, dessen Figurenstil ihn beeindruckte. Bei einem Neapel-Aufenthalt 1830 entstand die Idee zu seinen Odyssee-Bildern. 1832 wurde er Nachfolger Meyers an der Zeichenakademie in Weimar. 1833-1836 entstand ein erster Zyklus von sieben Odyssee-Landschaften für das ehemalige "Römische Haus" Hermann Härtels in Leipzig. 1837 und 1839 reiste er nach Rügen, 1840 mit seinen Schülern Ferdinand Bellermann, Sixt Armin Thon und Carl Hummel nach Norwegen, ins Riesengebirge und in die Alpen. Die Beobachtung bewegter und bizarrer Landschaften förderte seine Neigung zum Wildromantischen, die er mit seinem klassizistischen Figurenstil verband. 1854-1856 entstanden seine Entwürfe für den zweiten Zyklus der Odyssee-Landschaften, die 1862-1869 in der Galerie des Großherzoglichen Museums in Weimar ausgeführt wurden. 1858, 1869 und 1875 unternahm Preller weitere Italienreisen.

J. Gensel, Friedrich Preller d. Ä. (Künstler-Monographien LXIX), Bielefeld/Leipzig 1904; Thieme-Becker 27 (1933), S. 376-377; Ausst.-Kat. Friedrich Preller d. Ä. Gedächtnis-Ausstellung zur 150. Wiederkehr des Geburtstages, Kurpfälzisches Museum Heidelberg 1954; Ausst.-Kat. Friedrich Preller, Ausstellung anläßlich seines 100. Todestages, Kunsthalle am Theaterplatz, Weimar 1978; I. Weinrautner, Friedrich Preller d. Ä. (1804-1878), Münster 1997