Памятник выполнен в стиле позднего классицизма и наиболее раннее из произведений монументальной скульптуры в Архангельске. Он представляет собой бронзовую скульптуру, поставленную на цилиндрический постамент из розового полированного гранита с вкраплениями серого цвета. Постамент, имеющий высокий цоколь и профилированный карниз, покоится на двухступенчатом пьедестале, сложенном из серых гранитных блоков. На постаменте с лицевой стороны помещена надпись — «Ломоносов 1829 год», а с тыльной — «Перенесен в 1867 году и 1930 году».
Скульптура, венчающая памятник, изображает Ломоносова в полный рост, одетого в античную тогу, стоящего на полусфере. Ученый представлен без парика с короткой стрижкой, что подчеркивает античный облик модели. Правая рука поднята, в левой он держит лиру, на которой изображен вензель императрицы Елизаветы. Лиру подносит Ломоносову гений — коленопреклоненный обнаженный юноша с крыльями.
После изготовления алебастровой модели скульптор Мартос приступил к отливке из бронзы самого монумента, которая была завершена к январю 1829 года. Отливку выполнил лучший литейщик Академии художеств В. П. Екимов. С алебастровой модели была сделана и пущена в продажу гравюра. Сама модель выставлена в мастерской скульптора для обозрения публики. Посетители, осматривавшие её, часто высказывали сожаление, что памятник изготавливается не для Петербурга.
В 1832 г. памятник был установлен в Архангельске на Соборной площади, а в 1867 г. по ходатайству архангельского губернатора князя С. П. Гагарина и с разрешения Александра II, монумент перенесли на площадь перед губернскими присутственными местами. Но в 1930 г. его вновь установили перед зданием Архангельского лесотехнического института (ныне Архангельский государственный технический университет).
В 1942 году в фасад здания института попала немецкая тяжёлая фугасная бомба, и от этого взрыва пострадал и памятник. Уже в конце XX века при его обследовании были выявлены трещины, которые заварили методом холодной сварки. Были обнаружены также следы прежнего ремонта, выполненного в конце XIX — начале XX века методом пайки твёрдым припоем. В результате обследований в 2007—2010 гг. сделано заключение о необходимости капитального ремонта сооружения.
В 2011 году памятник сняли с постамента и перевезли в Лесотехнический колледж им. Императора Петра I. Мастера из компании «Первые Петергофские реставрационные мастерские», выигравшей тендер на эти работы, в течение 4 недель выполнили ремонт монмента, и он был вновь установлен на постаменте 18 мая 2011 года.
