Родился 8 ноября 1711 года, в деревне Мишанинской Куростровской волости Двинского уезда Архангельской губернии в довольно зажиточной семье крестьянина-помора Василия Дорофеича и дочери просвирницы погоста Николаевских Матигор Елены Ивановны Ломоносовых. Отец, по отзыву сына, был по натуре человек добрый, но «в крайнем невежестве воспитанный». Мать Ломоносова умерла очень рано, когда Ломоносову было девять лет.

В 1721 году отец женился на Федоре Михайловне Усковой, дочери крестьянина соседней Ухтостровской волости. Летом 1724 года она умерла. Через несколько месяцев, возвратившись с промыслов, отец женился в третий раз на вдове Ирине Семёновне .Для тринадцатилетнего Ломоносова третья жена отца оказалась «злой и завистливой мачехой».

Деревня Мишанская, позже слившаяся с деревней Денисовкой, находилась на Курострове, против города Холмогоры, на одном из девяти островов дельты примерно в 140 км от места её впадения в Белое море. С давних времён эти острова были густо заселены. Здесь имелись хорошие пахотные земли, богатые выгоны для скота, а главное — открытый выход в море.

Упоминание о поморской семье Ломоносовых восходит к XVI веку, ко временам Ивана Грозного. Дед будущего учёного, Дорофей Леонтьевич, его отец, Василий Дорофеевич, и многие родственники были жителями Курострова. Как и большинство куростровских крестьян-поморов, они занимались хлебопашеством, но их основным делом были рыбная ловля и зверобойный промысел.

В начале 18 века семья Ломоносовых имела средний достаток. Она располагала сравнительно крупным земельным наделом — около 67 кв. сажен, но главным источником благосостояния являлся морской промысел.

Плавания в суровых северных морях были нелёгким делом. Поморы объединялись в артели. Почти все Ломоносовы деревни Мишанинской до начала 20-х годов XVIII века жили одной семьёй, мужчины сообща выходили в море. Семья Ломоносовых принадлежала к опытным мореходам.

Документы свидетельствуют, что ещё в 1710 году Лука Ломоносов, двоюродный дед будущего учёного, был кормщиком — старшим в промысловой артели. А это значит, что он хорошо знал морские пути, умел управлять судами, т. е. знал навигационное дело. В 1722 году отец Ломоносова, Василий Дорофеевич, получил 34 кв. сажени пашни, построил собственный дом и стал жить самостоятельно, по-прежнему занимаясь в основном морским промыслом. Позже, в 1753 году, Ломоносов писал, что отец «довольство кровавым по́том нажил».

Лучшими моментами в детстве Ломоносова были его поездки с отцом в море, оставившие в его душе неизгладимый след. Ломоносов начал помогать отцу с десяти лет. Они отправлялись на промыслы ранней весной и возвращались поздней осенью. Вместе с отцом Ломоносов ходил как в дальние плавания — в Северный Ледовитый океан — к Новой Земле и Шпицбергену, так и в ближние — до Соловецких островов.

Нередкие опасности плавания закаляли физические силы юноши и обогащали его ум разнообразными наблюдениями. Влияние природы русского севера легко усмотреть не только в языке Ломоносова, но и в его научных интересах: «вопросы северного сияния, холода и тепла, морских путешествий, морского льда, отражения морской жизни на суше — всё это уходит далеко вглубь, в первые впечатления молодого помора». Его окружали предания о великих делах Петра Великого, которых и доселе немало сохранилось на севере.

Ещё от матери Ломоносов научился читать и получил охоту к чтению; позднее она, по-видимому, была поддержана в нем поморами-старообрядцами. Рано зародилось в Ломоносове сознание необходимости «науки», знания. «Вратами учёности» для него делаются откуда-то добытые им книги: «Грамматика» Смотрицкого, «Арифметика» Магницкого, «Стихотворная Псалтырь» Симеона Полоцкого.

В четырнадцать лет юный помор грамотно и чётко писал. Жизнь Ломоносова в родном доме делалась невыносимой, наполненной постоянными ссорами с мачехой. И чем шире становились интересы юноши, тем безысходнее казалась ему окружающая действительность. Особенно ожесточала мачеху страсть Ломоносова к книгам.

Страсть к знаниям, тяжёлая обстановка в семье заставили Ломоносова принять решение — оставить родной дом и отправиться в Москву.