蘇聯植物育種學傢和遺傳學傢。他1887年11月25日出生於莫斯科附近的一個商人傢庭，1910年畢業於莫斯科農學院（現季米裡亞捷夫農學院），1913～1914年，赴英國劍橋大學，在W.貝特森指導下深造，回國後，於1917～19221年先後任薩拉托夫斯基大學和莫斯科大學教授，1924年任列寧格勒應用植物研究所所長，後擔任全蘇農業科學院的第一任主席至1935年。在他任職期間建立瞭遍佈全蘇的400多個科學研究機構。卒於1943年1月26日。
在瓦維洛夫領導下，應用植物研究所逐步發展為全蘇作物品種資源的研究中心。該所收集的品種資源達20萬份以上，成為世界上作物標準品種貯存和育種的重要基地。其研究成果被收入到分多卷出版的《應用植物遺傳與育種文集》中，並由此而成為研究栽培植物的蘇聯學派。
他對植物免疫學的研究導致他去深入研究栽培植物及其近緣野生種的種內分類學。1916～1933年他多次率領采集隊到世界各地考察，先後到過伊朗、阿富汗、埃塞俄比亞、中國、中美和南美等幾十個國傢，采集瞭幾十萬份作物及其近緣植物的標本和種子，用形態學、細胞學、遺傳學和免疫學等方法進行鑒別、整理和分類。然後在世界各地組織瞭規模浩大的實驗觀察，他根據研究結果提出瞭一個假說：栽培植物的起源中心應是其野生親緣種顯示最大適應性的地區。這個結論寫入瞭《栽培植物起源變異、免疫和繁育》一書中。此後他提出瞭世界12個栽培植物起源中心。他是公認的對植物種群研究作出最大貢獻的學者之一。以後由於Т．Д．李森科斥責他兜售“孟德爾-摩爾根遺傳學”，而遭到批判，於1940年被捕，1943年在獄中去世。