Родился в имении Кимборово Смоленской губернии. Отец - Михаил Кузьмич, офицер русской армии.

Первоначальным учителем его был его дядя, П.А. Каретников, страстный охотник, вселивший ему эту страсть и вместе с ней любовь к природе и скитаниям. По окончании курса в Московской гимназии Пржевальский определился в Москве унтер-офицером в рязанский пехотный полк (1855); получив офицерский чин (1856), перешел в Полоцкий пех. полк, затем поступил в Академию генерального штаба. В это же время появляются его первые сочинения: "Воспоминания охотника" и "Военно-статистическое обозрение Приамурского края".

Окончил Академию Генерального штаба (1863).

В 1864-67 - занимая должность преподавателя военной истории и географии в Варшавском юнкерском училище, Пржевальский усердно изучал эпопею африканских путешествий и открытий, знакомился с зоологией и ботаникой, составил учебник географии.

В 1867 г. причислен к Генштабу в распоряжении Командующего Сибирским военным округом. Пржевальский получил командировку в Уссурийский край. По Уссури он дошел до станицы Буссе, потом на озеро Ханка, служащее станцией во время перелета птиц и давшее ему материал для орнитологических наблюдений. Зимой он исследовал Южно-Уссурийский край, пройдя за 3 месяца 1060 верст. Весной 1868 г. он снова отправился на озеро Ханка, потом усмирил в Маньчжурии китайских разбойников, за что был назначен старшим адъютантом штаба войск Приамурской области. Результатами его первой поездки были сочинения: "Об инородческом населении в южной части Приамурской области" и "Путешествие в Уссурийский край".

В 1871 г. Пржевальский предпринял первое путешествие в Среднюю Азию. Из Пекина он двинулся к озеру Далай-Нор, потом, отдохнув в Калгане, исследовал хребты Сума-Ходи и Инь-Шань, а также течение Желтой реки, показав, что она не имеет разветвления, как думали прежде на основании китайских источников; пройдя через пустыню Ала-Шань и Алашанские горы, он возвратился в Калган, сделав за 10 месяцев 3500 верст.

В 1872 г. он двинулся к Куку-Нору и далее в Тибет, затем, через Цайдан, к верховью Голубой реки (Мур-Усу), в 1873 г. на Ургу, через Среднюю Гоби, а из Урги в Кяхту. Результатом этого путешествия было сочинение Пржевальского "Монголия и страна тунгутов". В течение трех лет Пржевальский прошел 11 000 верст. В 1876 г. Пржевальский предпринял второе путешествие из Кульджи на реку Или, через Тянь-Шань и реку Тарим к озеру Лоб-Нор, южнее коего он открыл хребет Алтын-Таг; весной он на Лоб-Норе воспользовался перелетом птиц для орнитологических исследований, а потом через Курла и Юлдус вернулся в Кульджу. Болезнь заставила его вернуться на время в Россию, где он напечатал "От Кульджи за Тянь-Шань и на Лоб-Нор". В 1879 г. он выступил из Зайсанска в третье путешествие с отрядом в 13 человек, по реке Урунгу, через оазис Халийский и через пустыню в оазис Са-Чжеу, через хребты Нань-Шаня в Тибет, и вышел в долину Мур-Усу. Тибетское правительство не хотело пустить Пржевальского в Хлассу, и местное население было так возбуждено, что Пржевальский, перейдя через перевал Тан-Ла и быв в 250 верстах от Хлассы, был вынужден вернуться в Ургу. Возвратясь в Россию в 1881 г., Пржевальский дал описание своего третьего путешествия. В 1883 г. он предпринял четвертое путешествие, во главе отряда из 21 человека. Из Кяхты он двинулся через Ургу, старым путем, на Тибетское плоскогорье, исследовал истоки Желтой реки и водораздел между Желтой и Голубой, а оттуда прошел через Цайдам к Лоб-Нору и в Каракол, ныне Пржевальск.

Путешествие окончилось лишь в 1886 г. Академия Наук и ученые общества всего света приветствовали открытия Пржевальского. Открытый им хребет Загадочный назван хребтом Пржевальского (см. выше). Крупнейшими его заслугами является географическое и естественно-историческое исследование горной системы Куэн-Луня, хребтов Северного Тибета, бассейнов Лоб-Нора и Куку-Нора и истоков Желтой реки. Кроме того, им открыты целый ряд новых форм: дикий верблюд, лошадь Пржевальского, тибетский медведь, ряд новых форм других млекопитающих, а равно собраны громадные зоологические и ботанические коллекции, заключающие в себе много новых форм, описанных потом специалистами.

Будучи хорошо образованным натуралистом, Пржевальский был в то же время прирожденным путешественником-скитальцем, предпочитавшим одинокую степную жизнь всем благам цивилизации. Благодаря своему настойчивому, решительному характеру, он преодолел противодействие китайского правительства и сопротивление местных жителей, иногда доходившее до открытого нападения.

Российская академия поднесла Пржевальскому медаль с надписью: "Первому исследователю природы Центральной Азии". Окончив обработку четвертого путешествия, Пржевальский готовился к пятому.

В 1888 г. он двинулся через Самарканд к русско-китайской границе, но
скончался в городе Каракол, Киргизия в начале очередного путешествия в Центральную Азию - заразился холерой выпив сырую воду в Барскаунском ущелье.

Полковник (27 марта 1877). Генерал-майор (26 января 1886).

Награжден: орденом Святого Владимира IV степени (24 декабря 1878), орденом Святого Владимира III степени и пожизненною пенсией по 600 рублей в год (январь 1881), Большой золотой медалью с его изображением Российской академии наук (29 декабря 1886).

С 4 ноября 1882 - сверхштатный член Военно-ученого комитета Главного штаба Русской армии.

На могиле Пржевальского воздвигнут памятник по рисунку А.А. Бильдерлинга , а другой, по его же проекту, поставлен географическим обществом в Александровском саду в Санкт-Петербурге.

В 1891 году Императорское Русское географическое общество учредило серебряную медаль и премию его имени. В 1946 г. Географическое общество СССР учредило золотую медаль его имени.

Труды Пржевальского переведены на многие иностранные языки. Во всех экспедициях велась Пржевальским маршрутная съемка, основанная на астрономических пунктах, им же определенных, определялись высоты барометрически, велись неустанно метеорологические наблюдения, собирались коллекции по зоологии, ботанике, геологии и сведения по этнографии. Он провел в Средней Азии, в сложности, 9 лет 3 месяца и прошел 29 585 верст, не считая его путешествия по Уссурийскому краю; за это время им определены астрономически 63 точки. Барометрические наблюдения дали высоты до 300 точек. До Пржевальского в Средней Азии не было ни одного точно нанесенного на карты места, а о природе этой части Азии знали очень мало положительного. Исследования Пржевальского охватили огромную площадь от Памира на востоке до хребта Большой Хинган, длиной 4000 верст, а с севера на юг - от Алтая до середины Тибета, т.е. шириной до 1000 верст. На этом пространстве Пржевальский пересек несколько раз Великую Гоби; так называемую, Восточную Гоби он пересек по двум направлениям, и, обобщив все имеющиеся данные об этих странах, дал полное описание этих местностей. Пржевальский дал первое описание Восточного Туркестана, установил окончательно на карте течение Тарима и место Лоб-Нора, куда он впадает. Обследовав на протяжении 1300 верст всю южную окраину Восточного Туркестана, Пржевальский был первым европейцем, посетившим эти местности. Ему же принадлежит честь обследования впервые Куэнь-Луня, северной границы громадного Тибетского нагорья, до него назначавшегося на картах гадательно. Им выяснено впервые строение земной поверхности этих мест, где громадный хребет Алтын-Тага, вздымаясь к югу от Лоб-Нора, разделяет собой две совершенно различные природы. В северо-восточном крае Тибетского нагорья Пржевальскому удалось впервые подробно обследовать всю область озера Куку-Нора и посетить истоки Желтой и Голубой рек. Вообще, Пржевальский первый дал верную, в общем, картину всего северного Тибета.

Труды Пржевальского, кроме названных выше: "Третье путешествие в Центральной Азии" (Санкт-Петербург, 1883), "Четвертое путешествие в Центральной Азии" (Санкт-Петербург, 1888); затем, частью уже изданы, частью имеют быть изданы "Маршруты и метеорологические дневники", "Flora Tangutia" и "Enumeratio plantarun bacusgue et Mongolia notarum", "Отдел Зоологический", с описанием всех зоологических коллекций Пржевальского и "Насекомые". Наиболее полная биография Пржевальского дана Н.Ф. Дубровиным "Н.М. Пржевальский" (Санкт-Петербург, 1890); см. "Известия Императорского Русского Географического Общества" (т. XXIV, 1888, стр. 231 - 288).

Советские издания: "Монголия и страна тангутов" (М., 1946), "Путешествие в Уссурийском крае 1867-1869 гг." (М., 1947), "От Кульджи за Тянь-Шань и на Лобнор" (М., 1947), "Из Зайсана через Хами в Тибет и на верховья Желтой реки" (М., 1948), "От Кяхты на истоки Желтой реки" (М., 1948).

Пржевальские - старинный польский дворянский род.
Генералами Русской армии также были Евгений Михайлович, Алексей Кузьмич, Владимир Алексеевич и Михаил Алексеевич Пржевальские.
Потомки и представители рода Пржевальских, проживают сегодня в России, Белоруссии, на Украине. В их числе - подполковник запаса РВСН ВС СССР Хорошавкин Сергей Петрович, полковник Валерий ТИТОВ, профессор Военной академии РВСН имени Петра Великого, доктор педагогических наук.