Mendeleyev, St. Petersburg (Leningrad) Üniversitesi'nde kendini tanıttı ve doktorasını ilginç bir konu olan ""alkol ve suyun birleşmesi"" tezi üzerinde yaptı. Fransa ve Almanya'daki incelemeleri, ona, 1858 Karlsruhe Kimya Konferansına katılma olanağını sağladı. Bu konferansta Avogadro Hipotezi üzerinde ateşli tartışmalar yapılmıştı. Daha sonra, ilk petrol kuyusunu görmek için Pennsylvania'daki petrol bölgelerini gezdi. Rusya'ya döndükten sonra yeni bir ticari damıtma yöntemi geliştirdi.