Лингвист. Доктор филологических наук (1915). Академик АН СССР (1943), АПН РСФСР (1944). Основатель ленинградской (петербургской) фонологической школы.

Окончил историко-филологический факультет Санкт-Петербургского университета (1903); ученик И.А. Бодуэна де Куртенэ. С 1906 в научной командировке в ряде европейских стран, в т.ч. изучал методы и приемы экспериментальной фонетики в лаборатории Ж.П. Руссло (Коллеж де Франс, Париж). С 1909 в Санкт-Петербургском (Петроградском, Ленинградском) университете (руководитель созданной им лаборатории экспериментальной фонетики, ныне носящей его имя; с 1917 зав. кафедрой сравнительной грамматики и санскрита, в 1920-е зав. фонетическим кабинетом НИИ сравнительной истории литературы и языков Запада и Востока). Также преподавал на Бестужевских курсах, в Институте живого слова, в Институте истории искусств и др. С 1943 в Москве. Зав. кафедрой общего языкознания МГУ; руководил историко-филологическим отделом Института методов обучения АПН СССР.

Один из основоположников теории фонем и (наряду с В.А. Богородицким) отечественной экспериментальной фонетики. Автор учения о пассивном и активном синтаксисе. Впервые выделил слова категории состояния в русской грамматике, принципы русской орфографии.

Создал новый, оригинальный тип двуязычного словаря («Русско-французский словарь», 1936), принципы построения которого позже были положены в основу других подобных словарей. Впервые в отечественной лексикографии разработал научную типологию словарей: разграничил собственно лингвистические и энциклопедические словари, разные типы словарей, определил их цели и задачи.

Член Международной фонетической ассоциации (1924), Парижского лингвистического общества.