Filho de Iliá Metchnikoff, oficial daGuarda Imperial russa, e de Ievguênia Nevinson, de origem judaica, estudou em escolas de Carcóvia e ingressou (1862) no curso de ciências naturais da Universidade de Carcóvia, onde se graduou em 1865. Aperfeiçoou-se nas universidades de Giessen,Göttingen e Munique e no Laboratório Zoológico de Nápoles, defendendo (1868) tese sobre desenvolvimento embrionário de invertebrados na Universidade de São Petersburgo.[1]
Nomeado (1870) professor titular de zoologia e anatomia comparada da recém-fundada Universidade Imperial de Odessa, casou-se primeiro com Ludmila Fiódorovna (†1873) e, depois, (1875) com Olga Belokopytova, cuja grave febre tifoide em 1880 motivou Metchnikoff a voltar-se para a investigação das defesas orgânicas.[1]
Após o assassinato do czar Alexandre II (1881), retirou-se para Messina, onde (1882-1883) descreveu a fagocitose. Conflitos políticos levaram-no (1888) a aceitar o convite deLouis Pasteur para integrar oInstituto Pasteur, em Paris, onde permaneceu até a morte e alcançou o cargo de subdiretor, dedicando-se à imunologia comparada.[1]
Além do Nobel, recebeu a Medalha Copley da Royal Society (1906) e o título de D.Sc. honoris causa da Universidade de Cambridge (1906). Morreu em Paris, em 15 de julho de 1916, após sucessivos ataques cardíacos.[1]
Mechnikov morreu em Paris em 1916, vitimado por ataque cardíaco.[2] De acordo com seu testamento, seu corpo foi usado para pesquisas médicas e depois cremado no crematório doCemitério do Père-Lachaise. A urna com suas cinzas foi colocada na biblioteca doInstituto Pasteur.[3]