生于俄罗斯帝国雅罗斯拉夫尔省的乌格利奇市。因为村中无中学,9岁全家迁居莫斯科,中学毕业后于1912年进莫斯科大学攻读化学。受与达尔文相识的俄罗斯植物生理学家季米特亚捷夫影响很深,1917年通过国家考试后任莫斯科大学植物生理学助教,不久又晋升为讲师。在一次俄罗斯植物学会上提出了关于生命起源的假说。1922年赴德国,在著名生化学家阿尔布雷希特·科塞尔(A.Kossel,1853~1927)实验室工作,受到良好的生化训练。1924年写成一本名叫《生命起源》的小册子。书中概述了生命演化过程的基本方面。他认为,地球上的生命是由非生命物质经过长期的化学进化逐步演化而来的。1925年开始了他一系列关于生命演化过程的化学基础的报告。后随俄罗斯生化学家阿列克谢·巴赫(A.И.Bax,1857~1946)研究植物的呼吸机制。1929年任莫斯科大学植物生化教授。1936年,他出版了另一部著作《地球上生命的起源》,进一步阐述了他的生命起源假说。这部著作经过1957年大加扩充和以后的多次修订出版,已成为世界上第一部全面论述生命起源的专著。他在这部著作和其他论文中,系统地说明了他的关于地球上生命起源的观点(见化学进化说)。奥巴林的生命起源假说以“团聚体”和“异养生物先于自养生物”为其特点,故又称为“团聚体假说”或“异养体假说”。他的假说已陆续为科学实验所证明,现在已被广大科学家所接受。1946年起为科学院院士。他的导师巴赫去世后,尽管国家经济困难,但为了纪念他,还是在1953年帮助建立“巴赫生化研究所”,并在该所任院长,先后研究了茶、葡萄酒、沙糖和面包生产中的化学问题。1950~1959年,奥巴林为世界和平理事会成员,1957年他在莫斯科主持首届世界生命起源会议,有16个国家的代表参加。第二届会议在1963年,第第三届会议在1970年在法国举行。他两次获列宁勋章。1970年当选为“研究生命起源国际协会”(ISSOL,“International Society for the Study of the Origin of Life”的缩写)主席。1980年4月21日逝世。他在生命起源方面的学说享有很高的世界声誉。