Markov se graduó en la Universidad Estatal de San Petersburgo en 1923.
A continuación, trabajó en Leningrado, en la Oficina Central del Instituto de Investigación Geodésica, Cartografía y Fotografía Aérea y en el Instituto Estatal de Óptica.
En 1944 pasó a ser empleado del Observatorio de Púlkovo.
Desarrolló la teoría general de la microfotometría, construyendo el primer microfotómetro en la Unión Soviética para realizar mediciones sobre placas fotográficas en 1934.
Realizó estudios pioneros en la URSS para determinar la temperatura de la superficie lunar.