Михаил Васильевич Нестеров родился в Уфе, в семье купца. Отец художника был также одним из основателей нового в городе общественного банка. Способности к рисованию у Михаила проявились в детстве. Все свое время он посвящал рисунку (и нередко в ущерб другим гимназическим наукам).
В 1872 году Михаил поступил в гимназию, но учился плохо. Его интересовал только один предмет — рисование. Через два года он перестал посещать гимназию и некоторое время учился в московском ремесленном училище, не прекращая рисовать в свободное от занятий время.
С 1884 по 1886 год Нестеров обучался в Московском училище живописи, ваяния и зодчества. Его наставниками были такие известные мастера, как И. М. Прянишников, В. Г. Перов, А. К. Саврасов. Молодой художник подолгу изучал творения знаменитых живописцев в галерее П. М. Третьякова. Больше всего его привлекали картины Д. Г. Левицкого, В. Л. Боровиковского, О. А. Кипренского, К. П. Брюллова.
В 1881 году Нестеров оставил Москву и училище и переехал в Петербург, чтобы поступить в Академию художеств. Собрание Эрмитажа привело его в восторг, а вот академия и сам Петербург совершенно не понравились ему. Он мечтал вернуться в родное московское училище к Перову, но смерть последнего от чахотки остановила Нестерова, и он остался в академии.
Копируя картины старых мастеров в Эрмитаже, молодой живописец познакомился с И. Н. Крамским, который стал помогать советами талантливому юноше.
М. В. Нестеров. «Портрет дочери», 1906, Русский музей, Санкт-Петербург
Проживая в Петербурге, Нестеров не переставал думать о возвращении в Москву и в 1884 году решился на отъезд и вернулся в Училище живописи, ваяния и зодчества. Он работал над картинами бытового жанра, но чувствовал, что способен создать что-то более значительное.
В 1886 году за картину «До государя челобитчики» (1886, частное собрание, Москва) Нестеров получил Большую серебряную медаль и звание классного художника.
В 1896 году живописец стал членом Товарищества передвижных художественных выставок. Спустя два года за картину «Великий постриг» (1898, Русский музей, Санкт-Петербург) художник получил звание академика живописи.
В творчестве Нестерова множество пейзажей, композиций на исторические, религиозные, бытовые темы («Пустынник», 1888–1889; «Видение отроку Варфоломею», 1889–1890, обе — в Третьяковская галерее, Москва).
Нестеров внес также значительный вклад в русскую портретную живопись. К жанру портрета художник обратился в 1900-х годах. Среди лучших работ мастера, созданных в это время, — замечательный портрет дочери, О. М. Нестеровой-Шретер (1906, Русский музей, Санкт-Петербург). Стройная молодая женщина в костюме для верховой езды и с кнутиком в руках стоит на берегу реки. Тихий, спокойный пейзаж за ее спиной подчеркивает поэтическое настроение модели, погруженной в раздумье.
Большую известность получила также композиция «Философы» (1917, Третьяковская галерея, Москва), на которой мастер изобразил С. Н. Булгакова и П. А. Флоренского — двух известных русских ученых-философов.
В 1920–1930-х годах мастер создал множество портретных образов известных представителей советской науки и культуры («П. Д. и А. Д. Корины», 1930; «А. Н. Северцов», 1934; «И. Д. Шадр», 1934; «С. С. Юдин», 1935, все — в Третьяковской галерее, Москва).
Особый интерес представляет «Портрет академика И. П. Павлова» (1935, Третьяковская галерея, Москва). Задумана картина была еще в 1929 году, когда Нестеров впервые встретился с Павловым. Ученый поразил его своей «страстной динамикой, каким-то внутренним напором, ясностью мысли, убежденностью».
Ключ к пониманию сложной натуры Павлова давали беседы, которые продолжались и во время сеансов. Первый портрет академика был написан в 1930 году. Художник показал его читающим книгу. Хотя портрет полностью передавал внешнее сходство и некоторые черты характера Павлова, он не удовлетворил автора, понимавшего, что он не смог передать всю сложность и многогранность внутреннего мира знаменитого ученого. Едва закончив картину, Нестеров сразу же представил, как должен выглядеть Павлов на портрете. Он подметил, что во время беседы академик часто ударял кулаками по столу. На этом характерном жесте живописец и построил композицию нового портрета.
Чтобы придать изображению жизнеутверждающее настроение, Нестеров сделал фон портрета светлым, солнечным. Вместо густых деревьев он показал широкую панораму Новых Колтушей — городка-лаборатории, выстроенного Павловым. Художник считал, что этот пейзажный фон привнесет в композицию черты исторического портрета.