Родители - дворяне, имевшие родовое поместье в Киевской губернии. Отец - юрист. Окончив в 1873 г. киевскую гимназию с золотой медалью, поступил на юридический факультет Киевского университета. Однако уже через месяц перешел на естественное отделение физико-математического факультета. Через 2 года не удовлетворенный занятиями он оставил университет и поступил в Петербургскую консерваторию в класс фортепьяно. В 1877 г. оставил занятия музыкой и поступил на 2-й курс естественного отделения Петербургского университета, по окончании которого в 1881 г. был оставлен на кафедре ботаники (лаборатория физиологии растений под руководством А.Фаминцына) для подготовки к профессорскому званию. Его серьезным увлечением стала микробиология. Для углубления своих знаний в этой новой, перспективной области науки В. выехал в 1885 г. на стажировку в Ботаническую лабораторию Страсбургского университета, возглавляемую микологом и бактериологом Антуаном де Бари, научные интересы которого в эти годы были сосредоточены на изучении аутотрофных бактерий. Там В. предпринял детальное изучение морфологии и физиологии серо- и железосодержащих бактерий, проводя наблюдения за живыми клетками методом "висячей капли", применив изобретенный им метод элективных (избирательных) культур, который оказался чрезвычайно ценным для выделения различных групп микроорганизмов, обладавший специфичностью требований к условиям питания. В этой работе проявилась незаурядная интуиция В., позволившая ему открыть новый источник энергии, необходимый для выживания, роста и размножения клеток микроорганизмов. Так он смог доказать, что серобактерии используют для своей жизнедеятельности энергию, образующуюся при окислении сероводорода, серы и сернистой кислоты. Аналогичное явление В. обнаружил в группе железосодержащих бактерий, которые окисляли закись железа, превращая ее в окись. Такой тип окисления неорганических веществ аналогичен процессу дыхания и обеспечивал бактерии энергией, необходимой для ассимиляции двуокиси углерода атмосферы. В. назвал открытое им явление "минеральным дыханием". Оно ознаменовало открытие новой главы в биологии.

После смерти А. де Бари в 1888 г. В. возвратился в Россию. Затем вновь в 1888 г. уехал в Цюрих, где занимался усовершенствованием своего химического образования сначала в сельскохозяйственной лаборатории Э.Шульца, а потом в химической лаборатории Политехнической школы под руководством Е.Ханта. Осенью 1888 г. он начал работать в Цюрихской лаборатории санитарии и гигиены, где и приступил к исследованию процесса нитрификации и его роли в почвообразовании. В. подтвердил, что нитрификация состоит из 2-х фаз (известных до него, но не расшифрованных так подробно): одна включает окисление аммониевых солей до нитритов, другая - окисление нитритов до нитратов. Сочетание этих 2-х реакций окисления неорганических веществ и дает ту энергию, которая используется затем бактерией для ассимиляции двуокиси углерода из атмосферы. Позже В. назвал эту группу микроорганизмов "анаргооксидантами", а тип метаболизма этих микробов "хемосинтезом" (термин, ставший в науке общепризнанным).

Открытие хемосинтеза стало одним из величайших событий в биологии ХХ в. Благодаря ему, стало ясно, что органическое вещество образуется не только под воздействием фотосинтеза, но и в процессе хемосинтеза. За свою блестящую работу В. был удостоен премии Левенгука, присуждавшейся раз в 10 лет. После завершения исследований по нитрификации В. было предложено прочесть курс лекций по бактериологии в Цюрихском политехническом институте.

В 1890 г. в Цюрихе В. посетил И.И.Мечников и от имени Пастера предложил ему пост заведующего отделом в Институте Пастера. Какое-то время В. колебался, но затем отклонил столь лестное предложение, аргументируя отказ представившейся ему возможностью продолжить свои исследования в открывавшемся в декабре 1890 г. Институте экспериментальной медицины (ИЭМ) в Петербурге. В августе 1891 г. по рекомендации А.Фыминцына В. был утвержден заведующим отделом общей микробиологии ИЭМ (оставался на этом посту до 1912 г.). С 1902 по 1905 г. исполнял обязанности директора ИЭМ. В 1903 г. стал организатором Русского микробиологического общества, и первые 2 года был его председателем.

С 1892 г. в ИЭМ начал издаваться под общей редакцией В. "Архив биологический наук" - новый отечественный естественнонаучный журнал (на русском и французском языках).

В эти годы В. сосредоточился на изучении возбудителей аэробной и анаэробной фиксации азота, исследовании возбудителя процесса мочки льна, изучении методов приготовления противочумных вакцин (начатом им еще во время командировки в Париж в 1882 г.). Он принимал также активное участие в разработке практических мер для борьбы с распространением чумы на юге России. В 1904 г. В. выделил из почвы и подробно описал спороносную анаэробную бактерию, усваивающую молекулярный азот. Он назвал ее Clostridium Pasterianum, отдав тем самым знак глубокого уважения великому Пастеру, учеником и продолжателем дела которого он себя считал. Это открытие стимулировало обращение В. к экологическим процессам нитрификации. По существу он первым ввел в науку современное представление о роли микроорганизмов в круговороте веществ в природе и доказал, что почва должна изучаться как интегрированный живой организм, заимствующий свои составные элементы из неорганического мира и возвращающий все взятое назад.

Научная и общественная деятельность В. была по достоинству оценена русской и зарубежной общественностью: 29 декабря 1894 г. он был избран членом-корреспондентом Российской Академии наук; в 1901 г. - почетным членом Московского общества любителей естествознания, антропологии и этнографии; в 1902 г. - членом Французской Академии наук и Французского сельскохозяйственного общества; в 1904 г. - непременным членом Русского медицинского совета. Развитие фундаментальных основ почвенной микробиологии В. способствовало огромному прогрессу в научных рекомендациях и резкому повышению производительности труда в сельском хозяйстве. Кроме того, открытия В. дали возможность русской микробиологии занять лидирующее положение в мире.

В 1905 г. В. неожиданно для всех подал прошение в ИЭМ об увольнении с должности директора института, оставаясь его действительным членом. Причиной было давнее (с 1898 г.) заболевание В. нефритом, из-за чего он был вынужден многократно покидать холодный и сырой Петербург.

23 января 1912 г. В. официально оставил службу в ИЭМ и удалился в семейное поместье на Украине под Подольском, где прошло детство. Круг его интересов изменился: он переключил свое внимание на проблемы земледелия, землеустройства, почвоведения, лесоведения и др.

Октябрьская революция 1917 г. и последовавшая гражданская война инициировали отъезд В. и его большой семьи (жена и 4 дочерей) на запад, в Югославию. Там в феврале 1922 г. он получил приглашение от директора Института Пастера - Эмиля Ру с приглашением в Париж для сотрудничества. В. получил должность заведующего агробактериологическим отделом Института Пастера, которым он руководил до самой смерти. Э.Ру специально подготовил для В. имение в департаменте Сена и Марна, ставшее филиалом "Бри-Конт-Робер" Института Пастера. Во Франции В. энергично развернул свою исследовательскую деятельность. Разработка новых методов изучения физиологических особенностей представителей почвенной микробиологии - таковы основные проблемы, над которыми В. плодотворно работал во Франции.

В 1923 г. В. был избран почетным членом Российской Академии наук. Президиумом АН СССР была учреждена премия его имени.

Лит.: Экологическая микробиология (La microbiologia tcologique) // Ann. Institut Pasteur,1936, l.61; Микробиология почвы. М..1952; Waksman S.A. Sergei N.Winogradsky. 1953. Гутина В.Н. С.Н.Виноградский / Люди русской науки. М. 1963.

Т.Ульянкина