Obtuvo su grado en Química en 1920 en la Universidad Estatal de Moscú, donde fue profesor y luego rector.
Nesmeyánov había popularizado el término "química organometálica" y se convirtió en el líder de esta ciencia en la URSS.
También organizó las investigaciones de alimentos artificiales, sintéticos y químicos.
Más adelante se estableció como producto comercial la primera proteína análoga.
En 1962, obtuvo la Medalla Lomonósov de Oro por su contribución a las ciencias.