Народився 22.06.1882 у Тамбові (Росія). Закінчив Київ. університет (1906), де викладав до 1941; в 1922—49 працював в Інституті ботаніки АН УРСР (з 1931 — завідувач відділу), також 1926—41 — професор, завідувач кафедри Київ. університету. Був нагороджений державними нагородами СРСР. Помер 4.05.1953. Президією НАН України засновано премію імені М.Г. Xолодного. Його ім’я присвоєно Інституту ботаніки НАН України.
Наукові праці присвячено фізіології, анатомії та екології рослин, мікробіології, загальній біології, історії науки. Засновник вчення про фітогормони. Створив наукову школу