Ленин, услышав о его смерти, распорядился издать собрание сочинений за государственный счёт 7. Единственный такой случай для учёного-естествоиспытателя. Тимирязев доказал, что растения усваивают энергию солнца через хлорофилл, и объяснил это так, что поняли миллионы 127.
Родился 22 мая 1843 года в Петербурге, в дворянской семье. Отцовский род, по преданию, шёл от крещёного выходца из Золотой Орды 23. Мать, урождённая баронесса Боде, имела английские и немецкие корни 24. Отец, участник войны 1812 года, начальник петербургского таможенного округа, человек вольнодумный и прямой 12.
Первым учителем естествознания стал старший брат Дмитрий, статистик и химик, привил интерес к органической химии. Образование начиналось домашнее, затем естественное отделение Петербургского университета. Временно исключали за участие в студенческих волнениях, но окончил с отличием и золотой медалью за студенческое сочинение 13. Среди университетских преподавателей числились Менделеев, Бекетов, Энгельгардт 13.
В 1867 году Менделеев поручил ему опытную агрохимическую станцию 3. Потом стажировка за границей, работа у французского агрохимика Жан-Батиста Буссенго, которого Тимирязев считал главным учителем 34.
Центральная тема жизни, фотосинтез. Тимирязев первым детально показал, как хлорофилл преобразует энергию солнечного света в химические связи 13. До него считалось, что для фотосинтеза важнее всего жёлтая, самая яркая часть спектра. Он доказал, что главную роль играют красные лучи, именно они создают высокоэнергетические связи углерод-углерод 56. Установил, что ассимиляция достигает максимума при освещённости в половину прямого солнечного луча: дальнейшее усиление не ускоряет процесс, а перегревает лист 56.
Для измерений разработал собственную аппаратуру, учёт фотосинтеза по количеству поглощённого CO₂ в зависимости от длины волны 35. Построил первую в России теплицу для выращивания растений в искусственных почвах 35. Одним из первых в мире начал изучать влияние микроэлементов на растения и впервые установил жизненную необходимость цинка 567.
Двадцать лет жил в гражданском браке с Александрой Готвальт: её первый муж, коллега Тимирязева, отказывался дать развод 48. Сын Аркадий формально считался незаконнорожденным; учёному пришлось подавать прошение императору, чтобы усыновить собственного ребёнка 48. Аркадий стал физиком, а после смерти отца сохранил обстановку кабинета, из неё вырос мемориальный музей-квартира в Романовом переулке 48.
Дома, в его вольтеровском кресле, сидели Толстой, Горький, Левитан, Павлов 4. Дружил с химиком Густавсоном. Высоко ценил Дарвина, лично встречался с ним, стал одним из главных защитников дарвинизма в России 34. На этой почве рассорился с учителем, академиком Фаминцыным, который допускал публикацию антидарвинистских трудов 34. Открыто конфликтовал с министром просвещения Кассо; из-за его политики покинул Московский университет 34.
Был скромен в быту, иронично называл себя «чудаком» 48. После частичного паралича продолжал работать, стоя, за специальным высоким столом 48. Девиз: «работать для науки и писать для народа» 48.
Написал «Жизнь растения», общедоступный курс физиологии растений, больше двадцати переизданий, переводы на все основные европейские языки 58. «Чарлз Дарвин и его учение», одна из первых серьёзных популяризаций эволюционной теории в России 58. Короленко отмечал его «горячую веру в науку», Павлов называл «источником света для многих поколений» 67.
Почётный доктор Кембриджа, Женевы, Глазго. Иностранный член Лондонского королевского общества 78. Именем названы Сельскохозяйственная академия (ныне МСХА), Институт физиологии растений РАН, станции метро 78. Памятник на Тверском бульваре в Москве 28. Стал прототипом главного героя фильма «Депутат Балтики» (1936); роль сыграл Николай Черкасов 78.