Пономарьов народився 1975 року в Москві в родині науковців. Навчався на фізичному факультеті Московського державного університету, але навчання не закінчив – покинув на четвертому курсі. 2001 року здобув вищу освіту в Російському державному соціальному університеті.
Пономарьов розповідав, що почав працювати з 14 років – був програмістом в Інституті проблем безпечного розвитку атомної енергетики. У 16 років разом із товаришем створив власну компанію “Русспрофи”, яка займалася комп’ютеризацією підприємств. Згодом вона влилася в російсько-американське підприємство International Network Connections. У 1990-х – на початку 2000-х працював у міжнародній нафтосервісній компанії Schlumberger у Москві, у компанії ЮКОС Михайла Ходорковського, в IT-компанії IBS.
У 2002–2007 роках був членом Комуністичної партії РФ. Допоміг політсилі впровадити нові технології і провести комплексну інформатизацію. Двічі – 2007-го і 2011 року – його обирали депутатом за списками партії “Справедливая Россия” (російські ЗМІ називають цю політсилу провладною).
У 2011–2012 роках брав активну участь в антиурядових протестах у РФ.
Пономарьов був єдиним депутатом Держдуми, який голосував проти анексії Криму Росією 2014 року. Улітку 2014 року політик покинув РФ: спочатку переїхав у США, потім – в Україну.
2015 року проти нього порушили кримінальну справу про пособництво в розтраті коштів інноваційного центру “Сколково” (політик брав участь у його створенні) і заочно заарештували. 2016 року Держдума позбавила Пономарьова депутатського мандата. Офіційно – за “систематичні прогули засідань, невиконання робочих обов’язків і втрату зв’язку з виборцями”.
2016 року у США Пономарьов заснував інвестиційну компанію Trident Acquisitions, акції якої продають на нью-йоркській біржі NASDAQ.
2019 року йому дали українське громадянство, зараз живе в Києві.
