Родился в семье полотерных дел мастера, у которого работало пять человек. Русский. В 1907—1911 годах учился в Сергиевском высшом начальном 4-классном училище в Петербурге. В июне 1912 года поступил на работу в Адмиралтейство конторщиком. В феврале 1915 года становится конторщиком трубного электромеханического завода в Николаеве. В августе 1916 года поступает на военную службу вольноопределяющемся. Служил в 180-м и 220-м запасных полках до сентября 1917 года. В ноябре 1917 года становится переписчиком в Спасском райисполкоме Петрограда.
С августа 1918 года в Красной армии. Рядовой, затем секретарь военкома 3-го пограничного полка. В июле 1919 года вступает в РКП(б). В августе того же года назначается секретарём военкома 471-го пограничного полка. В составе полка участвовал в боях с белофиннами и эстонцами, с 1920 года на польском фронте. Февраль 1920 года — заместитель председателя (позже председатель) комиссии по борьбе с дезертирством 53-й стрелковой дивизии. Май 1921 года — председатель комиссии по борьбе с дезертирством 4-й стрелковой дивизии, военком штаба.
В мае 1921 года переходит на службу в органы ВЧК—ОГПУ—НКВД, став делопроизводителем агентуры Особого отдела ВЧК 4-й стрелковой дивизии. В августе того же года становится начальником агентуры Особого отдела ВЧК 4-й стрелковой дивизии. В январе 1922 года назначается помощником начальника Особого отдела ВЧК 4-й стрелковой дивизии.
В феврале 1923 года Ломоносов назначен начальником Особого отдела ГПУ 7-й Самарской кавалерийской дивизии. В августе того же года возглавил Особый отдел ОГПУ 8-й Минской стрелковой дивизии. 6 сентября 1924 года становится начальником Особого отдела ОГПУ 29-й дивизии им. Финляндского пролетариата. 16 апреля 1926 года — начальник Особого отдела ОГПУ 16-го стрелкового корпуса.
15 июня 1926 года Ломоносов назначен начальником Могилевского окружного отдела ОГПУ. 8 мая 1930 года стал помощником начальника Особого отдела ОГПУ Белорусского военного округа и начальником Особого отдела ГПУ БССР. 1 октября того же года переводится на должность начальника Особого отдела ОГПУ 3-го конного корпуса. 25 февраля 1931 года стал начальником Особого отдела ОГПУ 4-го стрелкового корпуса и начальником Витебского оперативного сектора ГПУ БССР.
8 сентября 1932 года Ломоносов назначен начальником Чеченского областного отдела ОГПУ. 10 декабря 1932 года переводится на должность начальника Донского оперативного сектора ОГПУ. 15 сентября 1933 года — начальник Ставропольского оперативного сектора ОГПУ. С 10 июля 1934 года — начальник Ставропольского оперативного сектора НКВД. 22 марта 1935 года становится начальником Управления НКВД по Дагестанской АССР. 25 декабря 1935 года произведён в капитаны госбезопасности. С 16 февраля 1937 года — нарком внутренних дел Дагестанской АССР. 8 июля того же года произведён в майоры госбезопасности. Работая в Дагестане вступил в конфликт с легендарным дагестанским чекистом Эфенди Махмудовым-Кацранским, в результате чего тот покинул органы НКВД.
29 декабря 1938 года арестован, лишён должности и звания. 26 сентября 1939 года приговорён Военной коллегии Верховного суда СССР по статье 58-1, пункт «а» Уголовного кодекса РСФСР к высшей мере наказания. Расстрелян 20 октября 1939 года. Не реабилитирован.