В Тобольске Менделеев учился в гимназии, но особым прилежанием не отличался. Высшее образование он получил в Петербурге в Главном педагогическом институте. На физико-математическом факультете математику читал Остроградский, физику — Ленц, педагогику — Вышнеградский, в будущем министр финансов России. Профессором химии был Воскресенский, «дедушка русских химиков», из его школы вышли также Бекетов, Соколов, Меншуткин и многие другие ученые. Институт Менделеев окончил в 1855 г. первым, с золотой медалью. Через год в Петербургском университете он подучил звание магистра химии и стал доцентом. Вскоре Менделеев был командирован за границу и два года, работал в Гейдельберге у Бунзена и Кирхгофа. Большое значение для молодого Менделеева имело участие в съезде химиков в Карлсруэ (1860), где обсуждалась проблема атомности элементов.
Вернувшись в Россию, Менделеев становится сначала профессором Петербургского практического технологического института, затем — профессором Петербургского университета по кафедре технической химии и, наконец,— общей химии.
Профессором университета Менделеев был в течение 23 лет. Именно в это время ем были написаны «Основы химии», открыт периодический закон и составлена таблица элементов, навсегда связанная с его именем. Периодический закон стал важнейшим обобщением в химии и значение этого .открытия выходит далеко за пределы одной только этой науки. Крут интересов Менделеева был исключительно широк и разнообразен; достаточно назвать его работы по растворам, исследования поверхностного натяжения, приведшие Менделеева к понятию критической температуры. Он всесторонне занимается нефтяным делом, предвидя важнейшее значение нефтехимии. Он глубоко интересуется вопросами воздухоплавания. Во время полного солнечного затмения 1887 г. он должен был вместе с аэронавтом подняться на воздушном шаре за облака. Перед стартом, из-за дождя, шар намок и двоих поднять не мог. Тогда Менделеев решительно высадил летчика и полетел один — это был его первый полет. Менделеев был блестящим лектором и страстным пропагандистом науки.
В 1890 г. Менделеев, выступивший в поддержку требований либеральных студентов, после столкновения с министром просвещения оставил университет. В последующий год он недолго, по с успехом занимался технологией производства бездымного пороха. В 1893 г. он стал смотрителем Главной палаты мер и весов, совершенно преобразив деятельность этого учреждения. Работы по метрологии Менделеев связывал как с чисто научными задачами, так и с практическими потребностями торгово-промышленного развития России. Будучи близок к руководителям финансовой политики России — Вышнеградскому и Витте, ученый стремился через нарождавшуюся крупную буржуазию влиять на индустриализацию страны. Экономическое исследование Менделеева «Толковый тариф» (1890) стало основой таможенной политики протекционизма и сыграло важную роль в защите интересов русской промышленности.
Менделеевым всего было написано более 400 работ. Слава его была всемирной: оп был членом более 100 научных обществ и академий, за исключением Петербургской: выбирали его дважды и дважды забаллотировали из-за влияния и интриг «немецкой» партии Императорской Академии. В год смерти Менделеева вышло 8-е издание его «Основ химии»; на первой странице он писал: «Эти "Основы" любимое дитя мое. В них мой образ, мой опыт педагога, мои задушевные научные мысли».
Ниже следует предисловие к первому изданию «Основ химии».