Er wurde im Dorf Denissowka nahe Cholmogory im russischen Norden geboren, als Sohn von Wassili Dorofejewitsch Lomonossow, einem Fischer und Händler. Die raue Umwelt am Weißen Meer und die Seefahrt prägten seine Zähigkeit und weckten seinen Hunger nach Büchern weit über seine Herkunft hinaus.

Als Jugendlicher suchte er Kirchenschriften, Grammatiken und Rechenbücher, die in den nördlichen Pfarreien nahe Archangelsk umliefen. Die begrenzte Schulbildung drängte ihn zum Selbststudium, und er begann von einem akademischen Leben in Moskau und Sankt Petersburg zu träumen.

Er legte Hunderte Kilometer bis nach Moskau zurück, oft so beschrieben, dass er sich einer Händlerkarawane anschloss, um die Stadt zu erreichen. Mit wenig Geld und ohne Gönner setzte er auf reine Beharrlichkeit, um trotz sozialer Schranken zum höheren Studium zugelassen zu werden.

Er trat in die Slawisch-Griechisch-Lateinische Akademie ein, ein führendes Bildungszentrum für geistliche und gelehrte Ausbildung in Moskau. Er glänzte in Sprachen und Rhetorik und durchlief den Lehrplan rasch, während er seine einfache Herkunft verbarg, um nicht ausgeschlossen zu werden.

Als herausragender Student wurde er in den Wirkungsbereich der Akademie der Wissenschaften in Sankt Petersburg entsandt, die russischstämmige Gelehrte fördern wollte. Der Schritt brachte ihn in Kontakt mit erstklassigen Laboren und Bibliotheken, die die Modernisierung des Reiches prägten.

Die Akademie schickte ihn an die Universität Marburg, um bei dem Philosophen Christian Wolff zu studieren, einer zentralen Gestalt des rationalistischen Denkens der Aufklärung. Er tauchte in europäische Wissenschaft und akademische Kultur ein, geriet jedoch auch in Schulden und Disziplinprobleme, wie sie bei jungen Gelehrten im Ausland nicht selten waren.

Er setzte seine Ausbildung in Bereichen fort, die mit Bergbau und Metallurgie verbunden waren, Wissen, das Russland für Industrie und Staatsmacht benötigte. Die Begegnung mit praktischer Chemie, Erzaufbereitung und Messtechnik prägte später seinen Einsatz für eine messungsbasierte Chemie.

Zurück im Russland des Imperiums schloss er sich erneut der Akademie der Wissenschaften in Sankt Petersburg an, in einer Zeit von Spannungen zwischen ausländischen Professoren und aufstrebenden russischen Gelehrten. Er betrieb Forschung, Übersetzungen und Lehre und vertrat die Ansicht, die Akademie müsse eine einheimische wissenschaftliche Führung heranbilden.

Er wurde Professor für Chemie und gewann damit Autorität, Forschungsschwerpunkte und Unterricht zu gestalten. Sein Programm betonte Experimente, Instrumente und quantitatives Denken und nahm spätere Entwicklungen der physikalischen Chemie und der Laborpädagogik vorweg.

Er erwirkte Mittel, um ein mit der Akademie verbundenes Chemielabor aufzubauen und auszustatten, wodurch Russlands experimentelle Möglichkeiten wuchsen. Das Labor unterstützte Studien zu Glasherstellung, Pigmenten und Stoffumwandlungen mit sorgfältiger Beobachtung und wiederholbaren Verfahren.

Er verfasste Schriften, die Naturphilosophie mit sprachlichen und poetischen Reformen verbanden, und argumentierte, dass Russisch gleichermaßen für Wissenschaft wie für hohe Literatur geeignet sei. Seine Oden und rhetorischen Arbeiten förderten einen modernisierten Stil im Geist der Aufklärung und im Dienst einer imperialen Identität.

Gemeinsam mit Iwan Schuwalow setzte er sich für die Gründung einer Universität ein, die einer breiteren russischen Öffentlichkeit Bildung eröffnen sollte, jenseits der traditionellen Wege des Adels. Die Institution, später als Staatliche Universität Moskau bekannt, verkörperte seinen Glauben, dass Staatsstärke breite Bildung erfordert.

Durch experimentelles Denken über Erwärmung, Reaktionen und Teilchenbewegung argumentierte er, dass Materie bei Umwandlungen erhalten bleibt und dass Wärme mit Bewegung auf mikroskopischer Ebene zusammenhängt. Diese Ansichten stellten lockere alchemistische Erklärungen infrage und lenkten die russische Wissenschaft stärker auf Messung und Quantifizierung.

Er übernahm umfangreiche administrative Aufgaben und prägte Lehrpläne, Publikationen und die Ausbildung junger Gelehrter. In Auseinandersetzungen um Leitung und Mittel drängte er auf stärkere Förderung russischsprachiger Forschung sowie im Inland ausgebildeter Wissenschaftler.

Beim Venustransit von 1761 berichtete er von einem schwachen Lichtbogen und einer Unschärfe am Rand des Planeten und deutete dies als Hinweis auf eine Atmosphäre. Die Beobachtung verband sorgfältige optische Arbeit mit kühner Schlussfolgerung und wurde zu einem seiner berühmtesten astronomischen Beiträge.

Er förderte wissenschaftliche Verfahren für farbiges Glas und die Mosaikproduktion, um Laborwissen mit russischer Kunstleistung zu verbinden. Die Projekte dienten dem Prestige des Staates und zeigten, wie Chemie Fertigung, Ausstattung und langlebige Materialien voranbringen kann.

Er starb in Sankt Petersburg nach Jahren intensiver Arbeit in Chemie, Physik, Sprachreform und Institutionsaufbau. Sein Vermächtnis wirkte in der wissenschaftlichen Kultur der Akademie sowie im Universitätssystem fort, das er für die künftige intellektuelle Entwicklung Russlands mitgestaltet hatte.