1711年11月19日生于阿尔汉格尔斯卡亚省杰尼索夫卡村，1765年4月15日卒于圣彼得堡。1730年到莫斯科考入斯拉夫-希腊-拉丁学院。1735年他转入圣彼得堡科学院附属大学学习。1736年被圣彼得堡科学院派往德意志学习矿业，先入马尔堡大学学习物理学和化学等，后到弗赖堡学习矿业和冶金学。1741年回圣彼得堡科学院，任物理学副教授。1745年8月成为圣彼得堡科学院院士和化学教授。1748年秋他按照自己的计划创建了俄国第一个化学实验室。1755年创办了莫斯科大学。1760年他当选为瑞典科学院院士，1764年当选为意大利波伦亚科学院院士。

由于他在俄国科学史上的诸多贡献，特别是质量守恒定律和对俄罗斯语法的系统编辑，被誉为“俄国科学史上的彼得大帝”。

罗蒙诺索夫是一位知识渊博的科学家，是俄国唯物主义哲学和自然科学的奠基者。他的科学宇宙观的基础是微粒哲学。他认为微粒（分子）是由极小的粒子元素（原子）组成的。他坚决反对当时占统治地位的燃素说和热素说。他用微粒概念解释热的现象，提出了热是物质本身微粒的运动的理论。1748年他提出过物质和运动守恒的概念。1756年他通过在密闭容器中加热金属的实验，证明了质量守恒定律适用于化学反应。他还提出了气体分子运动理论，认为空气微粒对器壁的撞击，是空气产生压力的原因。这些理论为俄国理论化学的发展奠定了基础，他首先将这些理论称为物理化学。由于当时的俄国远离世界科学中心，他的这些重要成果未受到国际上的重视。

他1748年创建的化学实验室，装备有精密天平等仪器，他最先将定量方法引入化学分析。1751年后，做了多种试剂与各种溶剂进行的化学反应及其他化学反应的实验，并研究了其相互作用的机理。他还研究了许多化工问题，研究出制造各种彩色玻璃的配方，并于1753年创建了一座玻璃工厂。他在地质学、天文学、矿物学、冶金学、航海学，以及语言学和历史学等方面都有所贡献。在哲学上，他反对把分析和综合、感性认识和理性认识分割开来，在一定程度上看到了实践在认识中的作用。他还是一位诗人，强烈的爱国之情使他把自己的诗词写得慷慨激昂，为了纪念俄土战争胜利而作的《攻克霍亭颂》是他的成名之作，他也是俄罗斯诗词韵律的奠基者和俄罗斯语法的集大成者。他编辑的语法书至今还在俄罗斯使用。也是一位具有多种专长的学者。著有《论固体和流体》、《论热和冷的原因》、《试论空气的弹力》、《论化学的效用》、《真实物理化学概念》等。

罗蒙诺索夫在物理、化学、天文、地质、仪器制造、哲学和文学等方面都取得了辉煌的成就。

借助于实验，罗蒙诺索夫推翻了1703年施塔尔提出的“燃素”学说。罗蒙诺索夫准备了专用的玻璃容器，分别放入铅屑、铜屑和铁屑，将容器口封死，而后加热，最后铅屑溶化了，光闪闪的银白色容器镀上了一层灰；红色的铜屑变成了暗褐色粉末；铁屑变黑了。“燃素”是否进入了容器？它是否同金属化合了？如果它进入了容器，那么容器的重量就应该增加，但称重结果表明，这些容器的重量都没有变化！而金属灰却比原来重了。据此，罗蒙诺索夫得到了这样一个结论：“金属没有与“燃素”化合！因为所有的容器重量都没有变化，这是无可辩驳的事实。“然而容器内部有一定数量的空气，肯定是金属与空气的微粒化合了！因此重量增加了，有多少空气与金属化合，金属就应该增重多少！”。罗蒙诺索夫是最早应用天平来测量化学反应重量关系的化学家，经过大量的实验之后，1756年，罗蒙诺索夫得到了这样一个结论：“参加反应的全部物质的重量，等于全部反应产物的重量。”这就是今天我们所熟知的，作为化学科学基石的质量守恒定律。实际上，早在1748年2月16日，在罗蒙诺索夫写给彼得堡科学院院士列昂纳德.欧拉的信中就曾经写道：“自然界所发生的一切变化，都是这样的：一种东西失去多少，另一种东西就获得多少。因此，如果某个物体增加了若干物质，另一物体必然有若干物质消失。我在梦中消耗了多少小时，那么我必然失眠多少小时，如此等等。因为这是一条具有普遍意义的规律，所以它也应推广适应运动的诸法则：一个物体如果靠本身的动力，引起另一物体产生运动，那么前者由于推动而失去的动量，必然等于后者受推动时获得的动量。”应该说，这种观点是质量守恒定律和能量守恒定律的雏形。

在物理学方面，罗蒙诺索夫创立了热的动力学说，指出热是物质本身内部的运动，从本质上解释了热的现象；他提出了气体分子运动论，认为空气微粒对容器器壁的撞击是空气产生压力的结果；1741年，他创立了物质结构的原子一分子学说，认为微粒（分子）由极小的粒子--（原子）所组成，如果物质是由同一种粒子组成的，它便是单质；如果物质是由几种不同粒子组成的，它们便是化合物，物质的性质并不是偶然形成的，它取决于组成物体微粒的性质……。这些理论为俄国的物理化学的发展奠定了基础。