Неговиот татко е Василиј Дорофејевич Ломоносов, надежен селанец, риболовец, кој станал сопственик на брод, и се збогатил пренесувајќи стока.
До својата 10-та година останува во Денисовка, кога неговиот татко одлучува дека тој е доволно стар за да учествува во неговите деловни потфати. Учењето била негова страст, тој не сакал да работи. Жедта за знаење на момчето била незаситна. Неговиот сосед Шубни го научил Ломоносов да чита како момче, и секој момент го поминувал со неговите книги. Своето учење го продолжил кај селскиот ѓакон С.Н. Сабелников, но и после толку години единствените книги со кој бил во допир биле религиозните текстови. На 14 години му биле дадени копии од Смотрицкиевиот Современ црковнославски (граматика) и Магнитскиевата Аритметика. По своите религиозни убедувања Ломоносов бил атеист.
Во 1724 година, неговиот татко се оженил за трет и последен пат. Ломоносов и неговата маќеа Ирина имале проблематичен однос. Несреќен дома и со намера да се здобие со повисоко образование кое не можел да го добие во Денисовка, тој одлучил да го напушти селото.
Во 1730 година, деветнаесетгодишниот Ломоносов заминува пешки за Москва, решен да студира. Не многу долго по пристигнувањето, Ломоносов бил примен во Словенската грчко-латинска академија, лажно претставувајќи се како син на свештеник. Поради оваа почетна лага, речиси за малку ќе го избркале од академијата кога истата била откриена неколку години подоцна. Ломоносов живеел со три копејќи дневно, живеејќи единствено на црн леб и квас, но мошне брзо напредувал во образованието. По три години минати во Москава, бил испратен во Киев каде поминал една година на Националниот универзитет „Киево-Могиланска академија“. Незадоволен од образованието, се враќа во Москва и ги продолжува своите студии. Ломоносв го завршува своето дванаесетгодишно школување за само 5 години, дипломирајќи како еден од најдобрите во својот клас. Во 1736 година, Ломоносов бил награден со стипендија од Санктпетербуршкиот државен универзитет и двогодишен грант за студии на Марбуршкиот универзитет, во Германија.
Ломоносов станува еден од личните студенти на Волф во Марбург. Двајцата филозофи научници создале врска која многу влијаела во животот на Ломоносов. Помеѓу 1739-1740 студирал минералогија, металургија и рударство во Бергат Хенкеловата лабораторија во Фрајбург, Саксонија, таму тој ги интезивира своите студии на германска литература.
Ломоносов брзо го совладал германскиот јазик, и покрај филозофијата, сериозно започнал да ја изучува и хемијата. Тој исто така развил и интерес за германската литература и особено му се восхитувал на Јохан Кристијан Гунтер. Неговата „Ода за освојувањето на Хотин од турците”, компонирана во 1739 година, предизвикала големо влијание во Санкт Петерсбург.
Физика
Во 1756 година, Ломоносов се обидел да го повтори експериментот на Роберт Бојл од 1673 година. Тој заклучил дека општо прифатената флогистонова теорија била лажна. Во пресрет на откритија на Антоан Лавоазје, во својот дневник напишал: „Денес направив експеримент во херметички стаклени садови, со цел да се утврди дали масата на металите се зголемува од дејството на самата топлина. Експериментите кои ги забележав на 13–те страни покажаа дека познатиот Роберт Бојл бил во заблуда, зашто без пристап на воздух од надвор, масата на изгорениот метал останува иста“.
Тој забележал дека целата материја е составена од најситни честички – молекули кои се „мешавини“ на елементите – атоми. Во својата дисертација „Елементи на математичка хемија“ (1741, недовршена), научникот ја дава следнава дефиниција: „Елемент е дел од телото што не се состои од било кои други помали и различни тела … најситната честичка е збир на елементите за формирање на една мала маса“. Во подоцнежната студија (1748), тој го користи терминот „атом“, наместо „елемент“ и (честички) или „молекула“ наместо „корпускула“.
Тој сметал дека топлината е облик на движење, предлагајќи дека брановата теорија на светлина придонела за создавањето на кинетичката теорија за гасови и ја изнел идејата за зачувувањето на материјата со следните зборови: „Сите промени во природата се такви што ако се преземе мал дел од едно тело, и се додаде на друго тело, па така, ако количеството на материјата се намалува на едно место, на некое друго место истата се зголемува“. Овој универзален закон за природата вклучува законите на движењето, при што движењето на едно тело под дејство на сопствената сила, всушност ја пренесува силата на другото тело со кое е во контакт.
Астрономија
Ломоносов бил првиот човек кој поставил хипотеза за постоење на атмосфера на Венера заснована на неговите набљудувања на преминот на Венера во 1761 година, во мала опсерваторија во близина на неговата куќа во Санкт Петерсбург.
Во јуни 2012 година, група од астрономи го повториле експерименталното набљудување на Ломоносов со кое ја открил атмосферата на Венера со стари рефрактори за време на преминот на Венера (5 – 6 јуни, 2012 година). Тие заклучиле дека телескопот на Ломоносов бил целосно соодветен за задачата за откривањето на светлината околу Венера надвор од дискот на Сонцето за време на влезот и излезот од Сончевиот диск, со експерименталните техники опишани од Ломоносов во 1761 година.
Во 1762, Ломоносов го надградил рефлекторскиот телескоп на форумот на Руската академија на науките. Неговиот телескоп имал примарно огледало наместено под агол од 4 степени на оската на телескопот. Ова овозможило создавање на слика на страна од цевката на телескопот, каде набљудувачот би можел да ја види сликата со окулар, без да се блокира сликата. Како и да е, овој изум не бил објавен се до 1827 година, така што овој тип на телескоп станал пример за сличен дизајн од страна на Вилијам Хершел, т.н. Хершеловиот телескоп.
Хемија и геологија
Ломоносов бил првата личност што го забележал замрзнувањето на живата. Верувајќи дека природата е под дејство на постојан развој, тој го објаснил органското потекло на почвата, тресетот, јагленот, нафтата и килибарот. Во 1745 година, објавил каталог со над 3000 минерали, а во 1760 година го објаснил создавањето на глечерите.
Во 1763 година ја објавил „Стратификација на Земјата“- што претставува негова најважна работа во областа на геологијата.
