Dzimis 1845. gadā Panasivkas muižā pie Ivanivkas (tagad Kupjanskas rajonā Ukrainā) muižnieka Iļjas Mečņikova un viņa sievas Emīlijas, dzimušas Ņevahovičas, ģimenē. Viņa mātes tēvs Jehuda Leibs Ben Noahs (1776-1831) bija ebreju apgaismotājs no Podolijas.
1864. gadā absolvēja zooloģijas studijas Harkivas Universitātē un papildinājās Gīsenes, Getingenes un Minhenes Universitātēs.
1870. gadā viņu ievēlēja par Jaunkrievijas Universitātes docentu Odesā.
1887. gadā pēc Luija Pastēra uzaicinājuma pārcēlās uz dzīvi Parīzē, bija Pastēra dibinātā institūta direktora vietnieks.[1]