门捷列夫出生于1834年，他出生不久，父亲就因双目失明出外就医，失去了得以维持家人生活的教员职位。门捷列夫14岁那年，父亲逝世，接着火灾又吞没了他家中的所有财产，他的人生陷入悲惨的境地。1850年，家境困顿的门捷列夫藉着微薄的助学金开始了他的大学生活，在刻苦努力下，后来成了彼得堡大学的教授。
幸运的是，门捷列夫生魂的时代是化学界探索元素规律的卓绝时期。当时，各国化学家都在探索已知的几十种元素的内在联系规律。
1865年，英国化学家纽兰兹把当时已知的元素按原子量大小的顺序进行排列，发现无论从哪一个元素算起，每到第八个元素就和第一个元素的性质相近。这很像音乐上的八度音循环，因此，他干脆把元素的这种周期性叫做“八音律”，并据此画出了标示元素关系的“八音律”表。
显然，纽兰兹已经下意识地摸到了“真理女神”的裙角，差点就揭示元素周期律了。不过，条件限制了他作进一步的探索，因为当时原子量的测定值有错误，而且他也没有考虑到还有尚未发现的元素，只是机械地按当时的原子量大小将元素排列起来，所以他没能揭示出元素之间的内在规律。
可见，任何科学真理的发现，都不会是一帆风顺的，都会受到阻力，有些阻力甚至是人为的。当年，纽兰兹的“八音律”在英国化学学会上受到了嘲弄，主持人以不无讥讽的口吻问道：“你为什么不按元素的字母顺序排列？”
门捷列夫没有顾及那么多，他以超乎人们想象的洞察力投入了艰苦的探索。直到1869年，他将当时已知的各种元素的主要性质和原子量，写在一张张小卡片上，进行反复排列比较，才最后发现了元素周期规律，并依此制定了元素周期表。
门捷列夫的元素周期律宣称：把元素按原子量的大小排列起来，在物质上会出现明显的周期性；原子量的大小决定元素的性质；可根据元素周期律修正已知元素的原子量。
门捷列夫元素周期表后来被一个个发现新元素的实验证实，反过来，元素周期表又指导化学家们有计划、有目的地寻找新的化学元素。至此，人们对元素的认识跨过漫长的探索历程，终于进入了有规律阶段。
门捷列夫，这位化学巨人的元素周期表奠定了现代化学和物理学的理论基础。
在他死后，人们格外怀念这位个子魁伟，留着长发，有着碧蓝的眼珠、挺直的鼻子、宽广的前额的化学家。他生前总是穿着自己设计的看上去十分古怪的衣服。上衣的口袋特别大，据说那是便于放下厚厚的笔记本——他一想到什么，总是习惯地立即从衣袋里掏出笔记本，把它顺手记下。
门捷列夫生活上以简朴著称。即使是沙皇想接见他，他也事先声明——平时穿什么，接见时就穿什么。对于衣服的样式，他丝毫不放在心上，说：“我的心思在周期表上，不在衣服上。”他的头发式样也很随便。那时，男人们流行戴假发，对此，门捷列夫总是摇着头说：“我喜欢我的直头发。”
最让人难忘的是，门捷列夫晚年，为了研究日蚀和气象，自费制造探测气球。在当时出版的他的著作中，都附印上这样的说明：“此书售后所得款项，作者规定用于制造一个大型气球并全面研究大气上层的气象学现象”。
气球制造好之后，原设计坐两人，由于充气不够，只能坐一个人。门捷列夫不顾朋友们的劝阻，毅然跨进气球的吊篮。他虽年老多病，却不畏高空危险，不怕那里风大、气温低，成功地观察了日食的全过程。
门捷列夫的这种献身科学的精神，映衬着他对科学的巨大贡献，深深地影响着后人。