Mihail Lomonosov s-a născut 19 noiembrie 1711 în satul Mișaninskaya, pe o insulă aflată în nordul îndepărtat al Rusiei. Tatăl lui, Vasili Dorofeievici, fusese pescar și devenise proprietar al unui vas, acumulând o mică avere din transportul mărfurilor de la Arhanghelsk la Pustozyorsk, Solovki, Kola și Laponia.
Viitorul savant a locuit în Denisovka, satul mamei, până la vârsta de zece ani, când părinții au decis că este suficient de mare pentru a-i ajuta în afaceri. Învățase să citească în copilărie de la un vecin, Ivan Shubny, și își petrecea fiecare moment liber citind, dar tatăl a considerat că nu are nevoie de mai multă carte. Totuși,adolescentul și-a continuat studiile cu diaconul satului, dar singurele cărți la care avea acces erau texte religioase.


În 1724, tatăl său s-a recăsătorit, iar Mihail, care a avut o relație proastă cu mama vitregă, a decis să părăsească satul natal. În 1730, la vârsta de nouăsprezece ani, a ajuns la Moscova pe jos, pentru că era hotărât să „studieze științele”.
După scurt timp a fost admis în Academia Slavo-Greacă-Latină, pretinzând că este fiul unui nobil din Kholmogory, însă în 1734, minciuna a fost descoperită și a fost aproape că de a fi exmatriculat. Lomonosov trăia în acea perioadă cu trei copeici pe zi, mâncând doar pâine neagră și cvas, o băutură fermentată făcută din secară. Un an mai târziu a fost trimis la Academia Duhovnicească din Kiev, dar, nemulțumit de nivelul educației pe care o primea acolo, a revenit la Moscova. Ulterior, pentru că a fost printre cei mai buni absolvenți, a fost admis la Academia din Sankt Petersburg, apoi a primit o bursă pentru a studia în Germania, mai întâi la Marburg, apoi la Freiberg.
Universitatea din Marburg era printre cele mai importante din Europa la mijlocul secolului al XVIII-lea datorită prezenței filosofului Christian Wolff, o figură proeminentă a iluminismului german. Lomonosov a devenit studentul acestuia, iar această legătură a fost cea mai influentă din viața tânărului. În acea perioadă a studiat mineralogia, metalurgia și mineritul și a aprofundat literatura germană.
Pe lângă filosofie, a studiat chimia, a descoperit lucrările teologului irlandez Robert Boyle și a început să scrie poezii. Lomonosov a părăsit însă Universitatea din Freiberg fără a obține permisiunea statului rus și a călătorit o vreme prin Germania și Olanda, încercând fără succes să obțină acordul a se întoarce la Sankt Petersburg.
În timp ce se afla la Marburg, a stat în gazdă la Catharina Zilch, văduva unui producător de bere, și s-a îndrăgostit de fiica acesteia, Elizabeth Christine Zilch.
Cei doi s-au căsătorit în iunie 1740 și au avut doi copii, Johann și Elizabeth, dar tânărul a avut dificultăți în a-și întreține familia din cauza alocației mici și neregulate ce îi fusese acordată de Academia Rusă de Științe. Johann a murit după doar o lună, iar familia a început să aibă probleme financiare din ce în ce mai mari.

Mihail Lomonosov s-a întors acasă în iunie 1741 și un an mai târziu a fost numit adjunct al Academiei Ruse de Științe, la Departamentul de fizică. A reușit să-i trimită o sută de ruble soției, iar la început anului 1743, Elizabeth, fratele acesteia și fiica de patru ani au venit la Sankt Petersburg. Din păcate, în același an micuța a murit. Cuplul s-a căsătorit, iar după nuntă soția savantului a primit numele rusesc Elizaveta Andreevna Lomonosova. Pe 2 februarie 1749, s-a născut cel de-al treilea copil al cuplului, o fiică numită Elena.
În mai 1743, savantul a fost ținut în arest la domiciliu timp de opt luni, după ce se presupune că a insultat câțiva profesori de rang înalt din Academie, dar a fost grațiat un an mai târziu, pentru că și-a cerut scuze tuturor celor implicați în conflict.

A devenit apoi membru cu drepturi depline al Academiei și a fost numit profesor de chimie. Dornic să îmbunătățească sistemul educațional, în 1755 s-a alăturat contelui Ivan Șovalov în demersul acestuia de a fonda Universitatea din Moscova.
În 1760, Mihail Lomonosov a fost ales membru al Academiei Regale Suedeze de Științe, apoi al Academiei de Științe a Institutului din Bologna, iar în 1764, a fost numit în funcția de consilier de stat, la gradul V în tabelul de ranguri al Imperiului Rus.

Țarina Ecaterina a II-a a Rusiei l-a vizitat în acel an, momentul festiv fiind redat 100 de ani mai târziu într-o pictură a artistului Ivan Feodorov. În 1759, împreună cu colaboratorul său, academicianul Joseph Adam Braun, Lomonosov a consemnat înghețarea mercurului, realizând unele dintre primele experimente sistematice asupra acestui element. Spirit enciclopedic și adept al ideii că natura evoluează după legi constante, a susținut originea organică a unor substanțe precum solul, turba, cărbunele, petrolul și chihlimbarul. Interesul pentru lumea minerală se concretizase încă din 1745, când publicase un amplu catalog ce includea peste 3.000 de minerale, iar în 1760, a oferit explicații inedite privind formarea aisbergurilor, anticipând preocupările științelor naturii moderne.
În 1755, Mihail Lomonosov a elaborat o gramatică care a reformat limba literară rusă, iar cinci ani mai târziu a publicat o istorie a imperiului.


A început apoi să scrie o mare epopee despre Petru cel Mare, care se baza pe structura Eneidei lui Vergiliu, dar a murit înainte de a-și termina opera. În 1763, a publicat volumul “Despre straturile Pământului”, cea mai importantă lucrare geologică a sa.
Marele savant, considerat „Părintele științei ruse”, a încetat din viață pe 4 aprilie 1765, la Sankt Petersburg.


