По окончании курса духовной семинарии в 1870 году поступил в военно-медицинскую академию, откуда вышел лекарем в 1875 году и поступил на службу земским врачом. С 1877 по 1879 годы военный врач; по выходе в отставку отправился для усовершенствования за границу, где занимался преимущественно в Берлине у профессора Вирхова и др.
В 1880 году защитил диссертацию «К морфологии образования крови в костном мозгу у млекопитающих». Спустя некоторое время избран приват-доцентом а впоследствии состоял профессором клиники внутренних болезней в киевском университете. Образцов, кроме диссертации, напечатал ряд работ, преимущественно по диагностике. Образцов разработал методы глубокой скользящей пальпации органов брюшной полости (1887), выстукивания грудной клетки непосредственно одним пальцем (1910).
C 1888 — заведующий отделением Александровской больницы в Киеве, с 1891 доцент, с 1893 профессор Киевского университета. В 1904-18 возглавлял терапевтическую клинику медицинского факультета Киевского университета (дом № 17 по бульвару Шевченко), которая позже, уже как городская больница №22, была названа его именем.
В 1909 году он был первым в мире, кто подробно описал клиническую картину тромбоза (в соавторстве со своим учеником Н. Д. Стражеско), в 1910 описал клиническую картину инфаркта миокарда.
Был председателем киевского Физико-медицинского общества, Киевского общества врачей, создал вместе с Ф.Г.Яновским киевскую терапевтическую школу.
Похоронен в Киеве на Лукьяновском кладбище. В 1950 установлен бронзовый бюст работы М.К. Вронского.