Дмитрий Менделеев родился 8 февраля 1834 года. Он был одним из семнадцати детей Ивана Менделеева, директора Тобольской гимназии. Вскоре Иван ослеп и потерял работу, а забота о семье легла на плечи его жены, Марии Менделеевой. После смерти мужа в 1847 году она управляла стекольной фабрикой, доставшейся от брата, но спустя год фабрика сгорела.
Зная о том, как талантлив ее сын, Мария на последние деньги вывезла его из Сибири, чтобы тот мог поступить в университет.
Она умерла в 1850 году, спустя всего несколько недель после зачисления сына в Главный педагогический институт в Петербурге. Годы спустя Менделеев посвятил ей сочинение «Исследование водных растворов по удельному весу».
Заветы матери считает священными Д. Менделеев».
Институт дал благоприятную почву для развития способностей молодого Менделеева. Там он занимался исследованиями в области аналитической химии, изучал состав минералов. Он окончил институт с отличием, защитил с интервалом в несколько месяцев две диссертации и в 1857 году получил должность приват-доцента (примерно соответствует положению сотрудника кафедры, ожидающего появления вакансии профессора) в Императорском Санкт-Петербургском университете. Там он преподавал химию вплоть до 1890 года.
1859–1861 годы Менделеев провел в командировке в немецком городе Гейдельберг, где в самостоятельно организованной лаборатории исследовал явления капиллярности и поверхностного натяжения жидкостей.
В Гейдельберге он сделал важное открытие: выявил «температуру абсолютного кипения», при достижении которой жидкость мгновенно испаряется.
В 1865 году Менделеев защитил диссертацию «О соединениях спирта с водой» — ту самую, благодаря которой сейчас в народе бытует мнение, что Менделеев изобрел водку. На самом деле, конечно, о водке там речи не шло, да и появилась она намного раньше.
К главному открытию Менделеева, Периодической системе химических элементов, его подтолкнула работа над курсом лекций по общей химии.
В процессе работы над ним Менделеев столкнулся с трудностями, связанными с систематизацией и последовательностью изложения материала, описывающего химические элементы. На тот момент ученым уже было известно, что некоторые химические элементы имеют сходные черты, но ни одна из существовавших таблиц не охватывала все известные элементы.
Сам Менделеев об открытии периодического закона писал таким образом: «Заподозрив о существовании взаимосвязи между элементами еще в студенческие годы, я не уставал обдумывать эту проблему со всех сторон, собирал материалы, сравнивал и сопоставлял цифры. Наконец настало время, когда проблема созрела, когда решение, казалось, вот-вот готово было сложиться в голове. Как это всегда бывало в моей жизни, предчувствие близкого разрешения мучившего меня вопроса привело меня в возбужденное состояние. В течение нескольких недель я спал урывками, пытаясь найти тот магический принцип, который сразу привел бы в порядок всю груду накопленного за 15 лет материала.
И вот в одно прекрасное утро, проведя бессонную ночь и отчаявшись найти решение, я, не раздеваясь, прилег на диван в кабинете и заснул. И во сне мне совершенно явственно представилась таблица.
Я тут же проснулся и набросал увиденную во сне таблицу на первом же подвернувшемся под руку клочке бумаги». Эта история позже и легла в основу легенды о том, что таблица Менделееву приснилась.
Одновременно с работой над курсом Менделеев занимался исследованиями в области неорганической химии, в 1871 году перешел к изучению газов. Он определял их сжимаемость и термический коэффициент расширения, вывел уравнение состояния идеального газа. Упругости газов и вопросам метеорологии были посвящены две трети выпущенных в 1870–1880 годах работ. Также он разрабатывал летательные аппараты, которые могли позволить фиксировать показатели температуры, давления и влажности на большой высоте.
Кроме научных изысканий, Менделеев зарекомендовал себя как критик спиритизма и суеверий.
В середине 1870-х годов по его инициативе с резкой критикой набравших популярность сеансов общения с духами выступило Русское физическое общество. В 1875 году было принято решение «создать комиссию по проверке всех «явлений», сопровождающих спиритические сеансы». На сеансах члены комиссии следили за тем, чтобы медиумы не использовали для своих манипуляций физические закономерности. Комиссия выявила ряд специальных приемов, с помощью которых медиумы вводили своих клиентов в заблуждение и создавали иллюзию общения с духами, и констатировала отсутствие каких-либо эффектов в условиях корректно поставленного эксперимента.
Экономика привлекала Менделеева в не меньшей степени, чем химия, он считал ее одним из трех основных направлений своего служения Родине, наравне с работой в области естествознания и преподавательской деятельностью. В 1899 году он посетил заводы на Урале, после чего выпустил обширную монографию, посвященную состоянию уральской промышленности. Там же он изучил прирост различных деревьев и настаивал, «чтобы годовое потребление было равно годовому приросту, ибо тогда потомкам останется столько же, сколько получено нами». Экология беспокоила его и ранее — Менделеев опубликовал ряд статей на темы сохранения природы и ресурсов, продемонстрировал возможности очистки сточных вод промышленных предприятий и полезной переработки отходов производства.
В экономике Менделеев видел свою задачу в привлечении капиталов к промышленности, «не мараясь соприкосновением с ними... — как писал он в дневнике. —
Пусть тут меня судят, как и кто хочет, мне не в чем каяться, ибо ни капиталу, ни грубой силе, ни своему достатку я ни на йоту при этом не служил, а только старался и, пока могу, буду стараться дать плодотворное, промышленно-реальное дело свое стране... Науки и промышленность — вот мои мечты».
Дмитрий Менделеев умер 2 февраля 1907 года. В январе, после встречи с новым министром торговли и промышленности, он простудился. Спустя несколько недель врач нашел у него воспаление легких, и вскоре Менделеев скончался от остановки сердца.
Менделеев обладал огромным научным авторитетом. Он был почетным членом более сотни российских и зарубежных научных сообществ, был награжден множеством почетных орденов и медалей. В его честь были названы крупнейшие съезды и чтения, посвященные вопросам химии. Во многих городах России и других странах установлены памятники Менделееву, его именем названы музеи, города, учебные заведения, астероид, кратер на Луне и многие другие объекты.
