Noites Brancas se passa em São Petersburgo, no começo do verão, nas noites claras em que o céu não escurece de todo e a cidade se esvazia rumo às casas de campo. A novela saiu em 1848 e não dá data à história, que se passa na Petersburgo daquele tempo, a dos funcionários, das casas de madeira e dos canais.
Quase tudo acontece em dois lugares. O primeiro é o cais de um canal deserto, com a grade onde Nástienka chora na Primeira Noite e o banco onde os dois se sentam nas noites seguintes; é o mesmo banco onde ela se despediu do inquilino um ano antes. O segundo é o quarto do Sonhador, de paredes verdes e enfumaçadas, com teias no teto, onde o livro começa e termina. A casinha de madeira da avó, com o mezanino, só existe pela voz de Nástienka.
A cidade importa. O Sonhador conhece Petersburgo pelos rostos e pelas fachadas, conversa com as casas e encontra todo dia, no cais da Fontanka, um velhinho com quem nunca falou. A partida de todos para as casas de campo, no começo do verão, é o que lhe revela a própria solidão: "Deu-me medo ficar sozinho", conta ele, porque ninguém o convidou.
O tempo da narrativa também tem forma. São quatro noites e uma manhã, contadas pelo próprio Sonhador já sabendo o fim; a Terceira Noite é escrita num dia de chuva, e a Manhã, também chuvosa, encerra as noites. A claridade do verão marca os encontros, e a volta da luz comum marca o fim.