Живописец, график
Учился в МУЖВиЗ, у Е. С. Сорокина, В. Д. Поленова, И. М. Прянишникова, В. Е. Маковского. 1889 продолжил обучение в ИАХ в Петербурге у Б. П. Виллевальде и К. Б. Венига, но вскоре из-за болезни бросил учебу и возвратился в Москву.
1884–1890 посещал рисовальные вечера в доме Поленова. С 1889 принимал участие в выставках Московского общества любителей художеств. Среди первых приобретателей произведений художника были такие крупные коллекционеры русского искусства, как П. М. Третьяков, И. С. Остроухов, П. И. Харитоненко, И. А. Морозов, М. А. Морозов и другие.
1891–1896 жил в Харькове, преподавал рисунок в ремесленном училище. 1892 вступил в ТПХВ, экспонировал свои произведения на выставках Товарищества вплоть до 1901. 1896 переехал в Москву. Работал в области книжной графики, оформлял книги в издательстве А. Д. Ступина. С 1897 преподавал в Строгановском художественно-промышленном училище. 1901 выступил в числе инициаторов «Выставки 36-ти художников» в залах Строгановского училища в Москве. 1901–1903 и 1906 участвовал в выставках «Мира искусства». 1903 стал одним из учредителей Союза русских художников. 1904 экспонировал свои произведения на Международной выставке в Дюссельдорфе, 1905–1906 — в выставках русского искусства в Париже и Берлине, организованных С. П. Дягилевым. 1909 за картину «Лето» был награжден золотой медалью на Международной художественной выставке в Мюнхене.
1912 избран академиком, 1916 — действительным членом ИАХ в Петербурге. 1915–1917 жил и работал на даче К. А. Коровина в Гурзуфе.
Виноградов принадлежит к числу наиболее значительных мастеров русского искусства рубежа XIX–XX столетий. Он имел репутацию виртуозного живописца и блестящего рисовальщика. В раннем творчестве создавал жанровые картины на темы жизни деревни и русской провинции, близкие передвижнической традиции. Уже в них художник использовал многие приемы импрессионистов, в частности особое внимание уделял передаче эффектов освещения. В 1900-х сосредоточился на пейзаже в уже абсолютно импрессионистическом духе, с непосредственностью пленэрного восприятия натуры, в свободной живописной манере, яркими, насыщенными цветами, светлым свежим колоритом. В 1910-х увлекся темой старинных русских усадеб, запечатлевая в свои картинах парки и интерьеры, проникнутые тонким лиризмом и элегичностью. Среди членов Союза выделялся как мастер «солнечного света», которым буквально залито большинство его пейзажей.
Произведения Виноградова находятся во многих частных и музейных собраниях, в том числе в Государственной Третьяковской галерее, Государственном Русском музее, ГМИИ им. А. С. Пушкина, Рижском художественном музее, музее Карнеги в Питтсбурге.