Русский химик-органик. Ученик В.В. Марковникова. Родился в деревне Булухино (ныне Ярославской обл.). Окончил Московский университет (1884). Работал там же (1884-1896), в 1896-1899 профессор Московского сельско-хозяйственного института, с 1899 профессор Киевского политехнического института (в 1902-1904 ректор).
Основные исследования посвящены изучению действия азотной кислоты на органические соединения.Открыл (1888) нитрующее действие слабого раствора азотной кислоты на алифатические (реакция Коновалова), алициклические и жирнонароматические углеводороды. Своей реакцией он, по словам Н.Д. Зелинского, "оживил химических мертвецов", какими считали в то время парафиновые углеводороды.
Разработал (1888-1893) методы получения различных соединений на основе нитросоединений алифатического ряда.
Использовал реакции нитрования для определения строения углеводородов.
Разработал (1889) методы выделения и очистки различных нафтенов.