Дмитрий Иванович Менделеев родился 8 февраля 1834 г. в Тобольске в семье Ивана Павловича Менделеева, в то время занимавшего должность директора Тобольской гимназии и училищ Тобольского округа. В тот же год отец потерял зрение и вскоре ушел в отставку.

Дмитрий был в семье последним, семнадцатым ребёнком. Мать — Мария Дмитриевна — посвятила себя дому и детям.

В 10 лет Дмитрий потерял отца, все заботы о семье легли на материнские плечи. Она стала управлять стекольной фабрикой брата, который жил в Москве. Фабрика едва давала средства для пропитания. Менделеев в детстве не очень преуспевал в учебе, в гимназии его интересовали только математика и физика. Но мать видела особую одаренность младшего сына, поэтому после гимназии нацелила его на получение высшего образования. Средства для этого она нашла, ликвидировав предприятие. Через несколько недель после зачисления сына в вуз она умерла. В 21 год молодой человек оканчивает с особым отличием (золотой медалью) Главный педагогический институт в Санкт-Петербурге, недолго преподает в учебных заведениях Симферополя и Одессы. За это время написал диссертацию, получил степень магистра и уже в 23 года стал приват-доцентом столичного университета.

   В 1859-1861 гг. он был в научной командировке в Гейдельберге, где подружился со многими находившимися там учёными, в том числе с А.П. Бородиным и И.М. Сеченовым. Там он работал в своей небольшой домашней лаборатории, а также в лаборатории Р. Бунзена в Гейдельбергском университете. В 1861 г. опубликовал учебник «Органическая химия», удостоенный Петербургской Академией Наук Демидовской премии.

В 1862 г. Менделеев женился на падчерице знаменитого автора «Конька-Горбунка» Петра Павловича Ершова Феозвой Никитичне Лещевой, уроженке Тобольска. В этом браке у него родилось трое детей, но одна дочь умерла в младенчестве. В 1865 г. ученый приобрел имение Боблово в Московской губернии, где занимался агрохимией и сельским хозяйством. Ф.Н. Лещева с детьми большую часть времени проживала именно там.

В 1864-1866 гг. Д.И. Менделеев был профессором Петербургского технологического института. В 1865 г. защитил докторскую диссертацию «О соединении спирта с водой» и тогда же был утверждён профессором Петербургского университета. Преподавал Менделеев и в других высших учебных заведениях. Принимал активное участие в общественной жизни, выступая в печати с требованиями о разрешении чтений публичных лекций, протестовал против циркуляров, ограничивающих права студентов, обсуждал новый университетский устав.

Открытие Менделеевым периодического закона датируется 1 марта 1869 г., когда он составил таблицу, озаглавленную «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве». Оно явилось результатом долголетних поисков. Он составил несколько вариантов периодической системы и на её основе исправил атомные веса некоторых известных элементов, предсказал существование и свойства ещё неизвестных элементов. На первых порах сама система, внесённые исправления и прогнозы Менделеева были встречены сдержанно. Но после открытия предсказанных им элементов (галлий, германий, скандий), периодический закон стал получать признание.  Периодическая система явилась своего рода путеводной картой при изучении неорганической химии и в исследовательской работе в этой области.

В 1868 г. Менделеев стал одним из организаторов Русского химического общества.

В конце 1870-х гг. Дмитрий Менделеев страстно влюбился в Анну Ивановну Попову, дочь донского казака из Урюпинска. Во втором браке у Д. И. Менделеева родилось четверо детей. Д.И. Менделеев был тестем русского поэта Александра Блока, женатого на его дочери Любови.

С 1876 г. Дмитрий Менделеев - член-корреспондент Петербургской АН, в 1880 г. выдвигался в академики, но был забаллотирован, что вызвало резкий общественный протест.

В 1890 г. Менделеев будучи профессором Петербургского университета, ушел в отставку в знак протеста против притеснения студенчества. Почти насильно оторванный от науки, Дмитрий Менделеев посвящает все свои силы практическим задачам.

При его участии, в 1890 г. создается проект нового таможенного тарифа, в котором последовательно проводится покровительственная система, а в 1891 г. выходит в свет замечательная книга: «Толковый тариф», представляющая комментарий к этому проекту и вместе с тем глубоко продуманный обзор промышленности, с указанием на ее нужды и будущие перспективы. В 1891 году Морское и военное министерство поручают Менделееву разработку вопроса о бездымном порохе, и он (после заграничной командировки) в 1892 г. блестящим образом выполняет эту задачу. Предложенный им «пироколлодий» оказался превосходным типом бездымного пороха, притом универсальным и легко приспособляемым ко всякому огнестрельному оружию.

С 1891 г. Менделеев принимает деятельное участие в «Энциклопедическом словаре» Брокгауза-Ефрона, в качестве редактора химико-технического и фабрично-заводского отдела и автора многих статей служащих украшением этого издания. В 1900-1902 гг. Дмитрий Менделеев редактирует «Библиотеку промышленности» (изд. Брокгауза-Ефрона), где ему принадлежит выпуск «Учение о промышленности». С 1904 г. стали выходить «Заветные мысли» - историко-философский и социально-экономический трактат Менделеева, в котором содержится как бы его завещание потомству, итоги пережитого и передуманного по различным вопросам, касающимся экономической, государственной и общественной жизни России.

Дмитрий Иванович Менделеев

В зрелые годы Дмитрий Иванович Менделеев  обозначил свои главные направления в служении России: Научная работа. Преподавательская деятельность. Содействие промышленному росту страны.

Через несколько лет преподавательской работы в столице молодой ученый отправился в двухгодичную научную командировку в Германию. Он выбрал Гейдельбергский университет — учреждение наиболее соответствовало его научным изысканиям. Главный интерес Менделеева — физическая химия, а точнее — изучение взаимодействия молекул.

В этой работе он достиг таких результатов: создал свою исследовательскую лабораторию, приборы заказывал известным мастерам и делал их сам (например, устройство для измерения плотности жидкости). Открыл критическую температуру, при которой жидкость становится паром. После возвращения в Россию молодой ученый в 1865 году защитил докторскую диссертацию, которая стала основой его учения о растворах. Вскоре был назначен экстраординарным профессором Санкт-Петербургского университета, а позже — руководителем кафедры общей химии (на этом посту оставался более 20 лет). Еще раньше, в 1861–1862 гг., написал учебник «Органическая химия», который оценили как вклад в науку, а автора наградили полной Демидовской премией. Профессор Менделеев столкнулся с тем, что у студентов не было единого учебного пособия, и взялся написать его. В процессе работы над учебником «Основы химии» Менделеев раздумывает о природе химических элементов, ищет принципы их систематизации. Это приводит ученого к самому известному его открытию — табличной систематизации всех химических элементов по единому принципу.

Первый вариант системы автор завершил 1 марта 1869 года. День стал знаменательным в науке — это дата открытия одного из фундаментальных законов мироздания. Позже ученый сформулировал закон, который лег в основу этого открытия: о зависимости свойств веществ от их атомного веса. В последующие годы Менделеев совершенствовал открытую им систему. Как ученый-химик, Менделеев работал над изучением силикатов, инертных газов, растворов химических элементов. В 1890 году профессор Менделеев выступил против ограничения автономии университетов, поддержал петицию студентов. Возник конфликт с министром просвещения, ученый ушел из университета. Практический вклад ученого в развитие страны Менделеев считал, что профессор, только читающий свой курс, — скорее вреден. Он должен сам работать и в науке, и в сфере применения ее достижений. Поэтому его научная деятельность всегда сопровождалась практическими делами: Еще в 1860-е годы он разработал технологию производства машинных масел, которые стали выпускать в 1879-м. В Донецком бассейне в 1888 году ученый инспектировал месторождения угля, заодно составил проект расчистки Дона. Уйдя из университета, работал над вопросами таможенно-тарифной политики страны. Написал капитальный труд с обзором российской промышленности, который стал экономической энциклопедией России того времени. Работал в научно-технической лаборатории Морского министерства, разработал технологию изготовления бездымного пороха. Тогда же редактировал близкие ему разделы знаменитого «Энциклопедического словаря Брокгауза и Эфрона», сам написал для него десятки статей. В 65 лет Менделеев возглавил экспедицию на Урал, которая несколько месяцев изучала, как активизировать промышленное развитие края. Менделеев интересовался воздухоплаванием (создал аэростат), арктическим мореплаванием (сконструировал ледокол), метрологией (возглавил Главную палату мер и весов) и многим другим. Его собрание сочинений состоит из 25 томов, каждый из них посвящен отдельной теме.

Дмитрий Иванович Менделеев умер 20 января 1907 г. от воспаления легких. Его похороны, принятые на счет государства, были настоящим национальным трауром. Отделение химии Русского Физико-Химического Общества учредило в честь Менделеева две премии за лучшие работы по химии. Библиотека Менделеева, вместе с обстановкой его кабинета, приобретена Петроградским университетом и хранится в особом помещении, когда-то составлявшем часть его квартиры. 

В 1984 году в Тобольске был установлен памятник Дмитрию Ивановичу Менделееву.

Он находится в нагорной части города на территории 6-го микрорайона, на пересечении проспекта Менделеева и Комсомольского проспекта. Монумент входит в число памятников истории и культуры, охраняемых государством. Открыт памятник в год 150-летия со дня рождения Д.И. Менделеева.