Ծնվել է Նոր Նախիջևանում (այժմ՝ Դոնի Ռոստով): Եղել է հայ ռեալիստական գեղագիտության և քննադատության հիմնադիրը։ 1837-45թթ սովորել է Գաբրիել Պատկանյանի դպրոցում։ Առաջին բանաստեղծությունները (գրաբար և աշխարհաբար) տպագրվել են 1851թ., Թիֆլիսում, Գ.Պատկանյանի խմբագրությամբ հրատարակվող «Արարատ» շաբաթաթերթում։ 1848-53թթ եղել է Նոր Նախիջևանի և Բեսարաբիայի թեմական առաջնորդարանի (Քիշնև) քարտուղարը։ Այստեղ հալածվել է կղերականության և տեղական իշխանությունների կողմից, թողել է պաշտոնը և մեկնել Մոսկվա։ Պետերբուրգի համալսարանում քննություններ հանձնելուց հետո 1853թ. հոկտեմբերին Մոսկվայի Լազարյան ճեմարանում ստացել է հայոց լեզվի կրտսեր ուսուցչի պաշտոն։ Այդ ժամանակ էլ ծանոթացել է Ստեփանոս Նազարյանցի հետ։ 1854թ. հունվարին ձերբակալվել է՝ մեղադրվելով «հակաօրինական արարքների» մեջ, բայց շուտով ազատվել է։ 1854-58թթ եղել է ազատ ունկնդիր Մոսկվայի համալսարանի բժշկական ֆակուլտետում։ Անմիջական մասնակցություն է ունեցել Ս.Նազարյանցի խմբագրած «Հյուսիսափայլ» (1858-64թթ) ամսագրի ստեղծմանը։ 1859թ. գարնանը մեկնել է արտասահման (Վարշավա, Բեռլին, Փարիզ, Լոնդոն), կապեր հաստատել հայ և արևմտաեվրոպական շրջանների հետ։ Ս.Նազարյանի հետ ունեցած գաղափարական տարաձայնությունների պատճառով 1859թ. աշնանը հեռացել է «Հյուսիսափայլ»-ի խմբագրությունից։ 1860թ. ամռանը Պետերբուրգի համալսարանի արևելագիտության ֆակուլտետում պաշտպանել է թեկնածուական դիսերտացիա, այնուհետև մեկնել է Հնդկաստան (Կալկաթա)՝ ստանալու Նոր Նախիջևանի կրթական կենտրոնների համար մի հայ վաճառականի թողած ժառանգությունը։ Այդ ուղևորությունը (1860-62թթ) կարևոր նշանակություն է ունեցել նրա հասարակական-քաղաքական և գրական գործունեության համար։ Ճանապարհին եղել է Վրաստանում (Թիֆլիսում հանդիպել է Ղ.Աղայանի, Մ.Միանսարյանի, Պ.Սիմեոնյանի, Հ.Էնֆիաճյանի և հայ մշակույթի այլ գործիչների հետ), Հայաստանում և Թուրքիայում։ Կ.Պոլսում «Մեղու» հանդեսի խմբագիր Հարություն Սվաճյանի հետ ստեղծել է դեմոկրատական կազմակերպություն՝ «Երիտասարդների ընկերություն» (Հ.Սվաճյան-Ս.Թագվորյան խմբակցություն), գործուն մասնակցություն է ունեցել Ազգային սահմանադրությունը իրականացնելու և արևմտահայության վիճակը բարելավելու համար դեմոկրատների մղած պայքարին։ Այդ հարցին վերաբերող զեկուցագրով դիմել է Կ.Պոլսի ռուսական դեսպանին՝ խնդրելով Ռուսաստանի կառավարության հովանավորությունը արևմտահայերի նկատմամբ։ Շփվել է հասարակական գործիչների ու գրողների (Խ.Օտյան, Մ.Մամուրյան, Հ.Քյաթիպյան, Մ.Պեշիկթաշլյան, Ծերենց և ուրիշներ) հետ։ Իտալիայում հաղորդակցվել է գարիբալդիականների հետ։ Լոնդոնում սերտ կապեր է հաստատել Լոնդոնի «պրոպագանդիստների»՝ Ա.Գերցենի և Ն.Օգարյովի հետ, մասնակցել «Զեմլյա ի Վոլյա» ընկերության ծրագիրը՝ Ն.Օգարյովի «Ի՞նչ է հարկավոր ժողովրդին» (1861թ.) կոչ-հոդվածը կազմելուն։ Մ.Բակունինի հետ միջոցներ է ձեռնարկել «Կոլոկոլ» թերթը և արգելված այլ գրականություն Ռուսաստանի հարավում, Կովկասում և Թուրքիայում տարածելու համար։ Փարիզում հրատարակել է «Երկու տող» (1861թ.) և «Երկրագործությունը որպես ուղիղ ճանապարհ» (1862թ.) ծրագրային աշխատությունները, ծանոթացել է Ի.Տուրգենևի հետ։ Անցել է գաղափարական զարգացման բարդ ուղի։ Սկզբում հանդես գալով որպես լուսավորիչ-դեմոկրատ, Խաչատուր Աբովյանի ավանդույթների հետևորդ, հետագայում՝ 1850-ական թթ վերջերին, նա, Ռուսաստանի և Արևմտյան Եվրոպայի ժողովուրդների ազատագրական պայքարի ազդեցությամբ, առաջինը հայ գրողներից և հասարակական գործիչներից, կանգնել է հեղափոխական-դեմոկրատական դիրքերում։ Իր հեղափոխական դավանանքն արտահայտել է «Երկու տող» պամֆլետում, որտեղ մերկացրել է հայ կղերականներին ու բուրժուազիային, Ռուսաստանի և Թուրքիայի հայ հետադիմական գործիչներին։ «Երկրագործությունը որպես ուղիղ ճանապարհ» աշխատության մեջ ոչնչացնող քննադատության է ենթարկել 1861թ. գյուղացիական ռեֆորմը և Չեռնիշևսկու նման «կացնի» դիմելու կոչ է արել։ Նրա կարծիքով, գոյություն ունեցող հասարակական հարաբերությունների վերափոխումը հնարավոր է միայն հեղափոխական ճանապարհով։ Սակայն գրողի սոցիալիզմը, չնայած հեղափոխական կողմնորոշմանը, ընդհանուր առմամբ գյուղացիական (համայնական) էր և ուներ ուտոպիական բնույթ։ Դատապարտել է կապիտալիստական երկրների ագգային-գաղութատիրական քաղաքականությունը, հանդես եկել հանուն բոլոր ազգերի հավասարության, պայքարել նացիոնալիզմի և շովինիզմի դեմ, համակրանքով վերաբերվել գաղութային ու ճնշված ժողովուրդների ազգային-ազատագրական պայքարին։ Նա ձգտել է Կովկասի ժողովուրդների դեմոկրատական ուժերը միավորել Ռուսաստանի և Արևմտյան Եվրոպայի ազատագրական ուժերի հետ։ Այդ նպատակով կապեր է հաստատել «լոնդոնյան պրոպագանդիստների», լեհական և իտալական վտարանդիների (Ս.Տխորժևսկի, Զ.Մաձինի) և Հ.Սվաճյան-Ս.Թագվորյան խմբակցության հետ՝ 1862թ. Զեյթունի ապստամբության նախօրեին։ Եղել է մինչմարքսիստական մատերիալիզմի նշանավոր ներկայացուցիչներից։ Ելնելով մարդաբանական ըմբռնումներից և հետևելով ռուս հեղափոխական-դեմոկրատներին՝ քննադատել է իդեալիստական ուսմունքները, դրանք համարել մտահայեցողական, վերացական մտակառուցումներ։ Մերժել է շարժման ու զարգացման պարզունակ, մեխանիստական հայացքները, շարժումը դիտել որպես գոյություն ունեցող ամեն ինչի հիմք։ «Հեգելը և նորա ժամանակը» (1863թ., հրտ.՝ 1902թ.) երկում նշել է Հեգելի փիլիսոփայական համակարգի հակասականությունը, միաժամանակ ընդգծել նրա դիալեկտիկայի դերը մատերիալիստական մտածողության զարգացման գործում։ Գրողը եղել է աթեիստ։ Կրոնը, ըստ նրա, բնության ուժերի խեղաթյուրված և ֆետիշացված արտացոլումն է մարդու գլխում։ Կրոն, պատկերացումների առաջացման և ամրապնդման հիմքը տգիտությունն է և սոցիալական ճնշումը։ Հենվելով բնագիտության նորագույն նվաճումների վրա, հատկապես հետևելով Չ.Դարվինի էվոլյուցիոն ուսմունքին՝ պայքարել է կրոն, նախապաշարումների և սնոտիապաշտության դեմ։ Հասարակության զարգացման մասին նրա հայացքներն առաջընթաց քայլ էին մինչմարքսիստական սոցիոլոգիայի բնագավառում և ընդհուպ մոտեցան պատմության մատերիալիստական ըմբռնմանը։ Նա գտնում էր, որ սոցիալական հարաբերությունները փոխկապակցված են հասարակության նյութական կենսապայմանների հետ, մինչդեռ բուրժուական պետության և ժողովրդի շահերը հակադիր են։ Ընդունել է պետության դասակարգային բնույթը և շահագործողական հասարակարգերում սոցիալական պայքարի ու հեղափոխության անխուսափելիությունը։ Խիստ քննադատելով բուրժուական հարաբերությունները՝ պնդել է, որ կապիտալիզմի զարգացմանը զուգընթաց նրա հակասությունները սրվում են։ Տնտեսության գլխավոր ճյուղը, հասարակության նյութական ու հոգևոր առաջընթացի ուղին, ըստ նրա, շահագործումից ազատ երկրագործությունն է։ Հարստության ստեղծման հարցում պաշտպանել է արժեքի աշխատանքային տեսության սկզբունքը, նյութական արտադրության գլխավոր տարրերը համարել աշխատանքն ու արտադրության միջոցները։ Առաջադիմական էին նրա մանկավարժական հայացքները։ Նա լուսավորությունը համարել է ժողովրդի բարոյական վերածննդի և ազգային կյանքի վերաշինության հիմքերից մեկը, այն կարծիքին էր, որ այդ գործի հիմնական կենտրոնը պետք է լինի եկեղեցուց անկախ, խորապես ազգային ժողովրդական դպրոցը։ Կրթության և ուսուցման գործում բացառիկ դեր է հատկացրել մայրենի լեզվին։ Շարունակելով Խ.Աբովյանի ավանդույթները, Ս.Նազարյանցի հետ միասին ակտիվորեն պայքարել է աշխարհաբարի հաստատման համար, բանավիճել է Մխիթարյանների հետ («Յաղագս հայկական մատենագրութեան ճառ», 1854-55թթ, հրտ.՝ 1895թ., «Մխիթար Սեբաստացի և Մխիթարյանք», 1858թ.)։ Փորձել է գրել աշխարհաբարի քերականությունը, սակայն չի ավարտել։ Կրթության և դաստիարակության գործում կարևոր է համարել ընտանիքի, մասնավորապես՝ կնոջ դերը։ Նա կողմնակից էր կնոջ ազատագրմանը բոլոր ոլորտներում։ Եղել է հայ գրականության մեջ ռեալիզմի հիմնադիրներից։ Լուսավորական ռեալիզմի ոգով է գրված «Մինին՝ խոսք, մյուսին՝ հարսն» (1858թ.) վիպակը, որը տոգորված է մարդու երջանկության, սիրո բնատուր իրավունքի ջերմ պաշտպանությամբ։ Քննադատական ռեալիզմի շունչն է զգացվում գրողի «Մեռելահարցուկ» (1859թ.) անավարտ վեպում և «Հիշատակարան Կոմս Էմմանուելի օրագրական թերթերից» (1858-60թթ) երկում, որը «Հյուսիսափայլ»-ի յուրատեսակ երգիծական բաժինն է եղել։ Ստեղծել է գիշատիչ բուրժուաներ Հովնաթանյանցի և Բեգզադեի տիպերը, սպանիչ երգիծանքով մերկացրել «գնայուն մեռյալներին», որոնք մարմնավորում են անհատի կործանումը բուրժուական հասարակարգում։ Առաջինը հայ գրականության մեջ մտցրեց ֆելիետոնի և պամֆլետի ժանրերը՝ ստեղծելով ծախու լրագրողի և սխոլաստ գիտնականի, քաղքենու և կեղծ հայրենասերի, կղերականի և առևտրականի երգիծական կերպարները։ Եղել է նաև գեղարվեստական հրապարակախոսության հիմնադիրը հայ գրականության մեջ։ Մեծ ժողովրդականություն է վայելել նրա քաղաքացիական լիրիկան։ Վաղ շրջանի ռոմանտիկական բանաստեղծություններում («Մուսայից մուսային», «Գարնան մուտ») ստեղծել է ստրկության ու բռնության կապանքներում տառապող հայրենիքի կերպարը։ Ճիշտ է, այստեղ դեռ չկա «գարնան» համար պայքարի կոչ, բայց բանաստեղծի հոգին լի է զայրույթով ու վրդովմունքով։ Առաջինն է հայ պոեզիայի մեջ մտցրել «մտածություն» փիլիսոփայական ժանրը։ «Մտածությունք»-ից մեկում պատկերված է արի ու անվախ մարդը, որն ընդառաջ է գնում փոթորկին ու ամպրոպին։ Ազատության համար պայքարի պաթոսով են տոգորված նրա «Ազատություն» (1859թ.), «Մանկության օրեր» (1860թ.), «Ապոլլոնին» (1861թ.), «Իտալացի աղջկա երգը» (1861թ.), «Ուղերձ...» (1864թ.) և այլ բանաստեղծություններ։ Հեղափոխական ոգի է մտցրել հայ պոեզիայի մեջ։ Հանրահայտ «Ազատությունը» գրառվել է նրա լուսանկարի վրա և երգվել որպես հայ հեղափոխական երիտասարդության հիմն։ Հայաստան կատարած այցելության տպավորությունների արդյունքն են «Օշական» (1860թ.), «Սուրբ Մեսրովբի տոնին» (1863թ., հրտ.՝ 1895թ.) բանաստեղծությունները։ Նրան է պատկանում «Արկածք նախահորն» հակակրոնական պոեմը՝ «Աղցմիք» (1864թ., հրտ.՝ 1903թ.) շարքից։ Նա թարգմանել է Ա.Պուշկինի («Բանաստեղծ», «Չերքեզի երգը»՝ «Կովկասի գերին» պոեմից), Մ.Լերմոնտովի («Մարգարե», «Պալեստինու ոստ»), Պ.Բերանժեի («Վայր ընկնող աստղեր», «Աղքատ կին»), Հ.Հայնեի («Երազ»), Է.Այուի («Թափառական հրեա»), Օ.Սենկովսկու («Սատանայի պաշտոնական մեծ հանդեսը», «Անթար») և այլոց ստեղծագործություններից։ Մեծ դեր է հատկացրել թարգմանությանը որպես ազգային մշակույթների փոխադարձ հարստացման, ժողովուրդների հոգևոր մերձեցման միջոցի։ Նրա գրական և գեղագիտական հայացքները ձևավորվել են համաշխարհային (Արիստոտել, Բուալո, Լեսինգ, Հեգել) և ռուս հեղափոխական-դեմոկրատական (Բելինսկի, Գերցեն, Չեռնիշևսկի, Դոբրոլյուբով) գեղագիտական մտքի ազդեցությամբ։ Դրանք առավել ցայտուն արտահայտվել են նրա «Յաղագս հայկական մատենագրութեան ճառ»-ում, Է.Սյուի «Թափառական հրեա» (1857թ.) վեպի թարգմանության առաջաբանում, «Կրիտիկա. «Հանդես նոր հայախոսության» (1858թ.), «Ազգային թատրոն Պոլսի մեջ» (1861թ.), «Կրիտիկա «Սոս և Վարդիթերի» (1863-64թթ, հրտ.՝ 1935թ.) գործերում, «Աշխարհաբարի քերականության» ներածությունում (1863թ., հրտ.՝ 1900թ.), ինչպես նաև «Հիշատակարան»-ում, «Մեռելահարցուկ»-ում, նամակներում։ Գեղագիտական ճանաչողության հիմնական օբյեկտը համարել է մարդկային կյանքը։ Մարդուն դիտելով որպես բնության մաս, նա իր տեսությունը կառուցել է փիլիսոփայության «մարդաբանական սկզբունքի» վրա, որտեղից և բխում է նրա մատերիալիզմի սահմանափակությունը։ Սակայն, լինելով հեղափոխական-դեմոկրատ, մոտեցել է գեղագիտական խնդիրների (մասնավորապես՝ գեղեցիկի խնդրի) մատերիալիստական ըմբռնմանը, հանդես եկել «արվեստը արվեստի համար» տեսության քննադատությամբ, պաշտպանել ռեալիզմի ու ժողովրդայնության սկզբունքները։ Ռեալիստական գրականության զարգացման հարցում նա մեծ տեղ է հատկացրել քննադատությանը: Ժողովրդի գաղափարական, գեղագիտական դաստիարակության հարցում կարևորել է թատրոնը: Հեղինակել է արժեքավոր ասույթներ համաշխարհային գրականության ու արվեստի խոշոր գործիչների ստեղծագործությունների մասին։ Նրա հեղափոխական-դեմոկրատական և ռեալիստական ավանդույթներին հետևել են հայ նշանավոր գրողների ու հասարակական գործիչների շատ սերունդներ։ Նրա ստեղծագործությունները թարգմանվել են բազմաթիվ լեզուներով։ 1862թ. մայիսի վերջին վերադարձել է Պետերբուրգ, մասնակցել Ն.Չեռնիշևսկու և Ն.Սեռնո-Սոլովևիչի գլխավորած «Զեմլյա ի Վոլյա»-ի ընդհատակյա գործունեությանը։ 1862թ. հուլիսի 14-ին ձերբակալվել է «լոնդոնյան պրոպագանդիստների» հետ կապեր ունենալու համար և բանտարկվել Պետերբուրգի Պետրոպավլովյան ամրոցի Ալեքսեևյան ռավելինում, որտեղ գտնվում էին նաև Ն.Չեռնիշևսկին, Ն.Սեռնո-Սոլովևիչը, Ն.Վորոնովը և «Զեմլյա ի վոլյա»-ի մյուս անդամները։ 1865թ. նոյեմբերին, թոքախտով ծանր հիվանդ վիճակում, աքսորվել է Կամիշին (այժմ՝ ՌԴ Վոլգոգրադի մարզում), որտեղ և մահացել է։ Թաղվել է Նոր Նախիջևանի (այժմ՝ Դոնի Ռոստով) Սբ. Խաչ վանքում: Երևանում կանգնեցված է Նալբանդյանի հուշարձանը (քանդակագործ՝ Ն.Նիկողոսյան), նրա անունով են կոչվում Երևանի փողոցներից մեկը, Գյումրիի մանկավարժական ինստիտուտը, գյուղ Արմավիրի մարզում։ Հայաստանի գրողների միությունը սահմանել է Միքայել Նալբանդյանի անվան գրական մրցանակ։ Գրողի ծննդավայրում ստեղծված է հուշակառույց (ճարտարապետ՝ Մ.Գրիգորյան)։ Հեղափոխական-դեմոկրատի կերպարը իրենց ստեղծագործություններում մարմնավորել են Մ.Սարյանը, Հ.Ռուխկյանը, Ե.Չարենցը, Ն.Զարյանը, Ա.Արաքսմանյանը, Գ.Էմինը, Ս.Կապուտիկյանը և ուրիշներ։