Изобретатель русского фарфора . Образование получил в Германии, куда был послан вместе с М. В. Ломоносовым; изучал химию, горное дело, металлургию.
С 1744 года, когда императрица Елизавета Петровна учредила порцелиновую мануфактуру, работал под началом саксонского арканисты Хунгера. Около 1748 года Хунгера отставили (надежд не оправдал, фарфора не получил). Сменил его Виноградов.
К 1756 году ему удалось разгадать тайны фарфора и получить образцы с твердым черепком, по качеству не хуже саксонского или даже китайского. Причем все опыты Виноградов проводил только с российским сырьем. Работал он в невероятно тяжелых условиях на весьма примитивном оборудовании. Жалованье, которое в ту пору было «высочайшей милостью», он получал далеко нерегулярно, нередко голодал.
Начались запои, здоровье было подорвано, и ученый, совершивший научный подвиг, достойный высших наград и почестей, умер в 37 лет.
Многое из того, что ему удалось сделать, Виноградов изложил в рукописи, которую назвал «Обстоятельное описание чистого порцелина купно с показанием всех к тому принадлежащих работ». В ней он делится сведениями «о материи, из которой порцелин составляется», «о красках и малевании» и других тонкостях получения фарфора.