Ավարտել է Մոսկվայի համալսարանը (1922) և աշխատել տեղում՝ պրոֆեսոր (1935 թվականից), ամբիոնի վարիչ (1944 թվականից), քիմիայի ֆակուլտետի դեկան (1944-1948), ռեկտոր (1948—1951)։ Միաժամանակ եղել է ԽՍՀՄ ԳԱ օրգանական քիմիայի (1939—1954) և տարրօրգանական քիմիայի (1954 թվականից) ինստիտուտների տնօրեն, ԽՍՀՄ ԳԱ պրեզիդենտ (1951—1961), ԽՍՀՄ ԳԱ քիմիայի բաժանմունքի ակադեմիկոս քարտուղար (1946—1951 և 1961 թվականից), գիտության ու տեխնիկայի գծով լենինյան և պետական մրցանակների կոմիտեի նախագահ (1947—1961)։
Աշխատանքները նվիրված են հիմնականում մետաղօրգանական միացությունների քիմիային։ Առաջարկել է արոմատիկ շարքի մետաղօրգանական միացությունների սինթեզի դիազոեղանակ (1929, Նեսմեյանովի ռեակցիա)։ Հայտնաբերել է մետաղատրոպիայի երևույթը։ Պարզել է «քվազիկոմպլեքսային միացությունների» բնույթը, ածխածնի հագեցած ատոմի էլեկտրաֆիլ տեղակալման մեխանիզմը, տաուտոմերային համակարգերի մետաղական ածանցյալների երկակի ռեակցիոնունակության պատճառը։ Զարգացրել է պարզ զուգորդված կապերի, ռեակցիոնակտիվ կենտրոնների տեղաշարժով ընթացող ռեակցիաների մասին պատկերացումները, ֆեռոցենի և այլ Նեսմեյանով «սանդվիչային» միացությունների քիմիան։ Առաջինն է սինթեզել հալոգենոնային և եռարիլօքսոնային միացությունները։ Նեսմեյանովը արտասահմանյան մի շարք ակադեմիաների անդամ էր, ԽՍՀՄ 3-րդ, 4-րդ և 5-րդ գումարումների Գերագույն սովետի դեպուտատ։ Պետական (1943) և լենինյան (1966) մրցանակներ։ Պարգևատրվել է Լենինի 6, Աշխատանքային կարմիր դրոշի շքանշաններով։
Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից (հ․ 8, էջ 238)։
