在門捷列夫生活的那個時代，得了肺結核幾乎就等於被判了死刑。靠當時的醫療條件，生還的希望幾乎為零。醫院所做的隻是稍微延長一下病人的生命而已。門捷列夫更了解這一點，他說服了醫生，決定與死神搏鬥一下，用剩下不多的時間來完成手邊的幾個課題。
門捷列夫索性把自己的病房變成了一間小小的工作室。在同學們的幫助下，他把所需的實驗器材、研究資料、書籍等等都搬到身邊。醫院的大夫和護理人員原先都認為門捷列夫是一個在死亡線上掙紮的病人，對他有幾分可憐和惋惜。沒想到這個小夥子卻有這樣頑強的意誌和生命力，他們內心不禁產生欽佩和崇敬之情。門捷列夫自住院以來，抱著重病之軀，連一天也沒有休息過，他一直在進行他的研究工作。
奇怪的事還真的發生了。門捷列夫越是努力工作，越是拚了命地做實驗，他的病情不但沒有因此而惡化，反而出現了好轉的跡象。門捷列夫拍拍自己的胸脯，覺得比剛住院那一陣好多了。他對自己的化學研究更加有信心了。難道是這不停息的工作擊退了死神的進攻？
在不知不覺中，門捷列夫在彼得堡師範學院五年的學習生涯結束了。他以畢業考試第一名的成績獲得了學院學術委員會授予的金質獎章。他的畢業論文發表在1856年的《礦業雜誌》上，由於學術價值極高，同年又出版了單行本。這對一位青年學子來說真是一種莫大的鼓勵。
1855年8月25日，門捷列夫踏上了去南方辛菲羅波爾任教的旅程。此刻，門捷列夫的心情是極其壓抑鬱悶的，因為自己本應該被派往科研條件較好的敖德薩去的。可是陰差陽錯，由於教育部門的一個工作疏忽，把他送上了另外的一個小城辛菲羅波爾。
門捷列夫在彼得堡師範學院的表現是有目共睹的。他不但學習成績優異，而且品行端正，待人接物非常誠懇、忠信，與各位任課老師和同學都建立了深厚的情誼。幾位教授都建議門捷列夫留在彼得堡繼續從事化學研究，把他的課題再繼續深入下去。
“我享受了政府的特殊津貼，我有義務去別的地方任教。況且，我的身體狀況也不算太好，留在彼得堡也不利於恢複病情。我想我還是暫時離開彼得堡吧。不過，請您放心，我會繼續我的研究工作的。”門捷列夫坦然接受了眼前的現實。
在門捷列夫正要啟程的時候，一向非常關心他的一位醫生來到了門捷列夫的住處，“米佳同學，你一去就是好幾年，我再也不能關照你了，希望你到南方以後好好照顧自己。這是一封介紹信，你可以交給現在正在辛菲羅波爾的外科醫生比羅果夫，他是我的老朋友，會好好關照你的身體的。”
門捷列夫接過介紹信，手有些顫抖，眼睛也濕潤了。他向這位醫生深深地鞠了一躬，以表示感激之情。門捷列夫是多麼舍不得彼得堡善良友好的人們啊！
第二天，門捷列夫拎起簡單的行李就上路了。行李很簡單，除了路上所用的必需品，就是重要的化學研究資料，這些是門捷列夫一天也丟不下的。
辛菲羅波爾是一個著名的療養聖地。這裏風景優美，氣候宜人，蒼山如黛，湖水如鏡。門捷列夫來到這裏顧不上欣賞身邊的山山水水，趕快來到辛菲羅波爾中學報到。等門捷列夫趕到地方一看，學校的大門緊鎖著，裏邊連一個人影也沒有。原來，此時正值克裏米亞戰爭，俄羅斯軍隊與英法等國的軍隊在辛菲羅波爾附近擺開戰場進行廝殺呢，這兒的學校已經解散停辦好多天了。
“我不如趁著這個空閑，去找一下比羅果夫醫生。看看他對我患的肺結核病有什麼妙手回春的好方子。”門捷列夫懷揣著介紹信，找到了比羅果夫醫生。
比羅果夫給門捷列夫做完了檢查之後，不禁喜笑顏開，他拍拍門捷列夫的肩膀說道：“小夥子，我保證你比我還要長壽！你的病並非什麼肺結核，而隻是一種並不嚴重的心瓣膜病，隻要保證休養的時間，再對症下藥。我保證你三個月之內完全可以恢複。”
“真的？！”門捷列夫幾乎不敢相信自己的耳朵。自己患的這場病好像壓在心頭的不散的陰霾，一直揮之不去，沒想到，今天經比羅果夫的稍加點撥，自己頭上又是晴空萬裏了。原來他以為自己來辛菲羅波爾就已經與彼得堡永別了，與情深意長的師範學院的老師、同學們永別了，沒想到，自己還可以回到那裏，可以放心地從事自己的化學研究了。
1899年，年邁的門捷列夫已經是病魔纏身，他的老病又犯了，咳嗽不已，還伴隨著低燒。就是這樣，他還應政府之邀，完成了他的烏拉爾之行。