马尔柯夫尼柯夫生于苏联高尔基城附近的农村，在高尔基城的亚历山罗夫贵族学校中学。1856 年，入喀山大学法学系读书，同时旁听布特列洛夫的有机化学课程，并在布特列洛夫实验室进行实习作业。大学毕业后，留校为化学实验室助手。1862 年布特列洛夫患病，他开始讲授无机化学，次年，讲授分析化学， 1865 年，答辩硕士论文，题目为《论有机化合物的同分异构现象》。其后被送到国外留学二年，先后在拜耳实验室和柯尔贝实验室等处从事科学研究工作。回国后，在喀山大学任副教授。1869 年，获博士学位，论文题目为《化合物中原子相互影响的一些材料》，任教授。1871--1873 年任诺沃罗历斯克大学教授。1873 年一直在莫斯科大学任教授。他发展了布特列洛夫的结构理论，其中最重要的为以他的名字命名的马尔柯夫尼柯夫的规则，这个经验规则经历了时间的考验。他对高加索石油进行过长时间的调查。
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