В январе 1731 Ломоносов, выдав себя за дворянского сына, поступил в Московскую славяно-греко-латинскую академию, где получил хорошую подготовку по древним языкам и другим гуманитарным наукам. Латинский язык знал в совершенстве, впоследствии был признан одним из лучших латинистов Европы.

В начале 1736 как один из лучших студентов Ломоносов был направлен в университет при Петербургской академии наук, а осенью того же года — в Германию, в Марбургский университет, в котором 3 года обучался естественным и гуманитарным наукам. В 1739 отправился во Фрайбург, где изучал химию и горное дело в Горной академии. К этому времени относятся его первые поэтические и литературно-теоретические опыты. Ломоносов прислал в Россию Письмо о правилах российского стихотворства с приложенной к нему одой На взятие Хотина, в которой практически подтверждал провозглашенные в Письме правила русского силлабо-тонического стихосложения. Последовательно и смело развивал идеи, впервые высказанные В.К.Тредиаковским, и утверждал силлабо-тоническую систему как "природную" для русского языка. Его великим практическим открытием в этой области явился сжатый и энергичный ямбический стих, с помощью которого он превратил свой любимый поэтический жанр — оду — в "урок царям", трибуну общественного мнения.

В 1741 Ломоносов вернулся в Россию. В 1742 был назначен адъюнктом Физического класса, а в 1745 — профессором химии (академиком) Петербургской академии наук. Сразу повел борьбу против "неприятелей наук российских" из числа иностранцев. Творчество Ломоносова было исключительно разносторонним. В его работах получили освещение почти все отрасли современного ему естествознания, горного дела и металлургии, математики, истории, филологии, языкознания, искусства, литературы. В 1748 он создал химическую лабораторию АН, в которой проводил научные исследования, в том числе разрабатывал состав стекла, фарфора и смальты, которую использовал для своих мозаик, созданных в 1751. Самостоятельно сконструировал приборы для химических исследований, оптические инструменты. Занимался астрономией, мореходным делом, краеведением, географией, метеорологией и другими науками. Ввел в употребление химические весы и заложил основы количественного анализа, опроверг флогистонную теорию горения, аргументы против которой позже изложил Лавуазье. В 1741-1761 в башне Кунсткамеры, построенной в Петербурге Петром I, проводил астрономические наблюдения, химические и физические опыты.

В 1742 Ломоносов впервые в России начал читать публичные лекции на русском языке в Академии наук. В 1755 по инициативе Ломоносова и по его проекту был основан Московский университет, "открытый для всех лиц, способных к наукам", а не только для дворян. Ломоносов выступил организатором многих научных, технических и культурных начинаний, сыгравших огромную роль в развитии России. В 1758 ему было поручено "смотрение" за Географическим департаментом, Историческим собранием, университетом и гимназией при Академии наук.

Первым сочинением Ломоносова, касавшимся проблем языка, было написанное еще в Германии Письмо о правилах российского стихотворства (1739, опубликовано в 1778), где он обосновывает применимость к русскому языку силлабо-тонического стихосложения.

Главным сочинением Ломоносова по языку была Российская грамматика, написанная в 1755 и выдержавшая 14 изданий. Это была первая получившая широкую известность грамматика русского языка, созданная в России. Использовав ряд идей старославянской грамматики Мелетия Смотрицкого (ок. 1578-1633), Ломоносов высказал ряд оригинальных идей. Сохраняя некоторые архаичные представления (например, восходящую к латинскому эталону схему частей речи), ко многим вопросам подходил по-новому, в частности, отделяя звуки от букв и рассматривая физиологические и акустические свойства звуков. В Грамматике дается первая классификация основных диалектов (наречий) русского языка. Четко разграничены русский и церковнославянский языки, определены их основные различия на разных уровнях организации звуковой системы.

Большое значение имело произведенное Ломоносовым стилистическое нормирование русского языка. Идеи о стилях русского языка Ломоносов впервые высказал в Кратком руководстве к красноречию… (1748); позднее писал об этом в Российской грамматике и более детально в сочинении О пользе книг церковных в российском языке (1758). Здесь Ломоносов создает получившую широкую известность концепцию "трех штилей" русского языка, призванную обосновать возможность и необходимость и при этом кодифицировать использование русского языка во всех функциональных стилях языкового общения.

Согласно Ломоносову, каждый литературный жанр должен писаться в определенном "штиле": "высокий штиль" "потребен" для героических поэм, од, "прозаичных речей о важных материях"; средний — для стихотворных посланий, элегий, сатир, описательной прозы и др.; низкий — для комедий, эпиграмм, песен, "писаний обыкновенных дел". "Штили" упорядочивались прежде всего в области лексики, в зависимости от соотношения нейтральных (общих для русского и церковнославянского языков), церковнославянских и русских просторечных слов. "Высокий штиль" характеризуется сочетанием славянизмов с нейтральными словами, "средний штиль" строится на основе нейтральной лексики с добавлением некоторого количество славянизмов и просторечных слов, "низкий штиль" комбинирует нейтральные и просторечные слова. Такая программа давала возможность преодолеть русско-церковнославянскую диглоссию, еще заметную в первой половине 18 в., создать единый стилистически дифференцированный литературный язык. Теория "трех штилей" оказала значительное влияние на развитие русского литературного языка во второй половине 18 в. вплоть до деятельности школы Н.М.Карамзина (с 1790-х годов), взявшей курс на сближение русского литературного языка с разговорным.

Поэтическое наследие Ломоносова включает в себя торжественные оды, философские оды-размышления Утреннее размышление о Божием величестве (1743) и Вечернее размышление о Божием величестве (1743), стихотворные переложения псалмов и примыкающую к ним Оду, выбранную из Иова (1751), дидактическое Письмо о пользе стекла (1752), незаконченную героическую поэму Петр Великий (1756-1761), сатирические стихотворения (Гимн бороде, 1756-1757 и др.), философский Разговор с Анакреоном (перевод анакреонтических од в соединении с собственными ответами на них; 1757-1761), героическую идиллию Полидор (1750), две трагедии, многочисленные стихи по случаю различных празднеств, эпиграммы, притчи, переводные стихи.

Вершиной поэтического творчества Ломоносова являются его оды, писавшиеся "на случай" — в связи с заметными событиями в жизни государства, например, к восшествию на престол императриц Елизаветы и Екатерины II. Ломоносов использовал торжественные поводы для создания ярких и величественных картин мироздания. Оды изобилуют метафорами, гиперболами, аллегориями, риторическими вопросами и др. тропами, создающими внутреннюю динамику и звуковое богатство стиха, проникнуты патриотическим пафосом, размышлениями о будущем России. В Оде на день восшествия на всероссийский престол Елизаветы Петровны (1747) он написал: "Науки юношей питают, / Отраду старым подают, / В счастливой жизни украшают, / В несчастной случай берегут". Как поэт Ломоносов воспевал то, над чем работал как ученый: "великое северное сияние", "пользу стекла", "превосходство новоизобретенной артиллерии пред старою" и т.п. Вместе с тем он не превращал своих стихи в рифмованные трактаты. Они полны величественных образов — например, солнце поэт назвал "Горящий вечно Океан", о ночном небе сказал:
                          "Открылась бездна звезд полна;
                           Звездам числа нет, бездне дна".
Особенность поэтического мировоззрения Ломоносова подметил впоследствии Гоголь: "Сила восторга превратила натуралиста в поэта".

Характеристику личности Ломоносова дал А.С.Пушкин: "Соединяя необыкновенную силу воли с необыкновенною силою понятия, Ломоносов обнял все отрасли просвещения. Жажда науки была сильнейшею страстию сей души, исполненной страстей. Историк, ритор, механик, химик, минералог, художник и стихотворец, он все испытал и все проник".

Русский ученый-энциклопедист знал и ценил философское творчество Лейбница и Декарта ("Декарту мы особливо благодарны за то, что он ободрил ученых людей против Аристотеля и прочих философов — в их праве спорить и тем открыл дорогу к свободному философствованию"). Особое значение он придавал опытному познанию: "Один опыт я ставлю выше, чем тысячу мыслей, порожденных только воображением". В то же время в своих гносеологических воззрениях Ломоносов стремился избегать крайностей сенсуализма, признавая исключительную роль рационального познания: "Те, кто, собираясь извлечь из опыта истины, не берет с собой ничего, кроме собственных чувств, по большей части должны остаться ни с чем, ибо они или не замечают лучшего и необходимейшего, или не умеют воспользоваться тем, что видят или постигают при помощи остальных чувств". Ученый не был склонен к мистицизму в понимании природы, утверждая, что "приписывать… физическое свойство тел божественной воле или какой-нибудь чудодейственной силе мы не можем". Ему казалось возможным и необходимым достижение гармонии между верой и разумом, наукой и религией: "Неверно рассуждает математик, если захочет циркулем измерить Божью волю, но не прав и богослов, если он думает, что на Псалтирье можно научиться астрономии или химии". Само научное познание для Ломоносова было своеобразным служением: "Испытание натуры трудно, однако приятно, полезно, свято". Один из основоположников новой светской российской культуры, Ломоносов был убежден, что научное и культурное творчество требуют высокого нравственного и даже религиозного вдохновения.

Умер Ломоносов в Петербурге 4 (15) апреля 1765.