門捷列夫在心中歎道：“多麼遼闊的俄羅斯！上帝給了我們一個多麼美麗寬廣的家園！我一定要成為一名科學家，去探尋大自然無窮無盡的奧秘。”一種躍躍欲試的衝動更加強烈地擊打著他的心扉。
莫斯科是一座古老的城市，也是俄羅斯的首都，在那裏彙集了全國著名的科學家。
門捷列夫滿懷著學習的熱情和求知的渴望，來到了這裏。站在克裏姆林宮牆外的廣場上，門捷列夫覺得莫斯科甚至比他想象中的還要美好。
可在莫斯科，等待著門捷列夫母子的並不是笑臉。
冷眼、推諉、嘲笑，像一把把利劍戳著他們的心。沒有顯赫的家庭，沒有莫斯科學區的學籍，這使任何一所大學的校長都輕而易舉地說出“不”字，可這個“不”字怎樣深深地刺傷了母子倆人的心啊。
沒有辦法，瑪利姬隻得通過她的哥哥，去拜見教育部的官員，甚至還找到了教育部部長。
部長聳著肩，攤著雙手，毫無通融地拒絕道：“肯定不行！托博爾斯克屬於喀山學區。就算你的兒子才華出眾，也隻能報考喀山大學，這裏經常會招收其他學區的學生。”
瑪利姬很清楚這是不可能的。上喀山大學意味著又要跋涉上千公裏返回，況且喀山大學並不理想。
這時，好心的朋友勸瑪利姬，讓門捷列夫在莫斯科找個工作掙錢算了，何必要上大學呢。不達目的不罷休的瑪利姬婉言謝絕了這個建議，她打算上聖彼得堡試一試。
母親堅韌不拔的精神給了門捷列夫巨大的鼓舞。
聖彼得堡當時是沙俄的首都。門捷列夫的父親就是在那裏的師範學院畢業的。
瑪利姬就帶上門捷列夫來到聖彼得堡大學。她們母子被允許進了校長辦公室，但不等她把話說完，又被攆了出來。這裏也不接收外省的中學畢業生。
這時的瑪利姬都快絕望了，但是想到了丈夫伊萬，想到了兒子門捷列夫，她堅持了下來。她一個一個地找伊萬昔日的老同學幫忙，經過數日的奔波，終於有了一點結果，聖彼得堡醫學院同意接收門捷列夫。
門捷列夫半是驚喜，半是疑惑，還摻著幾分擔憂地跟著母親來到醫學院。
門捷列夫當看見解剖室裏的人體標本時，他不寒而栗。再壯了壯膽子，他來到實驗室，突然一攤腥紅的東西映入了眼簾，那是血！他急忙閉上了眼睛，而且強烈的刺激已經使他兩腿發軟，幾乎暈倒。
伊萬的老朋友見此情況，遺憾地搖了搖頭：“這孩子暈血，醫生這個行業他是不適合的，你再去別的地方找找看吧。”
瑪利姬仿佛聽見了自己心碎的聲音，她實在抑製不住內心的痛苦，坐在地上號啕大哭。
那個朋友又想了想，安慰她說：“你不要難過，要不去聖彼得堡中央師範學院去試一試。伊萬就是那裏畢業的，可能會通融些。”
一句話提醒了瑪利姬，她立即擦幹眼淚，連聲謝謝也沒顧上說，就帶上門捷列夫匆匆向聖彼得堡中央師範學院奔去。
來到聖彼得堡中央師範學院，瑪利姬母子徑直進了院長辦公室。正在看書的院長沒有責怪風風火火闖入他辦公室的婦女和孩子，而是放下書，問她有什麼事情。
這個性急的女人，遇到客氣地對待他的人時，卻一時語無倫次了。她一會兒說兒子如何聰明過人，一會兒說她如何不幸，一會兒說她為兒子上大學跑了多少地方。
老院長是個很有同情心的知識分子。他從瑪利姬雜亂的敘述中了解到她是伊萬·巴甫洛維奇·門捷列夫的妻子。伊萬是他大學的同學。他知道，那是個很有思想和同情心的人。
想到這裏，老院長懷著極大的同情接待了這對母子。但對於門捷列夫能否入學，他沒有把握，因為這所學校每兩年進行一次招生，而今年不招生。
瑪利姬倔強地說：“能不能破例呢？我可以直接向教育部遞交申請。”
經過老院長的努力，和一些朋友的幫忙，門捷列夫終於破例地被聖彼得堡中央師範學院自然科學數學係，作為“旁聽生”錄取了，他成了該學院年齡最小的大學生。
1849年8月9日，學院代表大會確認了門捷列夫的學生資格，但是他必須立下字據，保證畢業後服從分配，在教育部所屬的學校內教課。
這就相當於契約式服役，而且每在師範學院學習一年，畢業後就要在被分配的學校“服役”至少兩年，就是說門捷列夫畢業之後，應該在聖彼得堡中央師範學院至少工作8年。
就這樣曆盡千辛萬苦，門捷列夫終於進入聖彼得堡中央師範學院學習。門捷列夫目睹了這一路求學的艱辛，站在學院的門口，他給自己立下了目標：“為了母親，為了自己，米嘉你一定要做到最好，一定要成為這裏最優秀的學生。”失去了唯一的親人
聖彼得堡的中央師範學院，是一所全體學生都能享受公費待遇的寄宿製高等學校。這所學校不僅對在該校學習的學生不收取任何學費，還會給學生發取少量的助學金。
為了保證培養出“完全可靠的教師”，尼古拉一世的教育部在這所學院完全實行軍事化的管理模式。學生們的學習和生活都要在校園以內，如果有學生要想出校門必須提前申請，經督學允許後方可離校。
這所學校還製定了一套嚴格的日程表，把學生們的作息時間安排得滿滿的，所以在校的學生們根本不可能有太多自由的時間。這也就避免了學生因各種理由申請離校的現象發生。
在門捷列夫剛入學的時候，學院裏的環境更是糟糕到極點。在他看來，學校裏簡直就是陰雲密布，各種條條框框根本就壓得人喘不過氣來。
著名的教育家別林斯基看到學校的製度以及學生的境況，曾經痛斥這所學校“撲滅和蒙蔽俄羅斯教育”。當時著名的文藝批評家杜勃羅留波夫也是這所大學的學生，他曾寫下不少諷刺詩，來抨擊這裏的諸多醜惡現象。
但是，這所學校也有其出色的一麵。一批當時很有名望的科學家當時都在這裏任教，如化學家伏斯克列森斯基，科學院院士、物理學家楞次，數學家奧斯特洛格拉茨基院士，天文學家薩維奇院士等。
就這些科學家的成就而言，楞次論證了電磁感應定律；伏斯克列森斯基確定了萘和可可堿的化學式等，這些都是當時在世界上具有極大影響的科學成果。
學校的另外一個好處就是，該校的教學方式完全采取小班授課的模式，每班不能超過十人。這樣一來，一些真正有才華的學生是容易被老師們發現的，並加以適時引導和教學的。
還有一點，這所學院招收的學生人數很少，在門捷列夫入學的那一屆，全學院僅招收了100名學生。
門捷列夫從剛一入學那天開始，就如饑似渴地學習起來。他每一門功課都非常認真地聽講，並隨時做好課堂筆記。在有限的課餘時間他還去學校的圖書館，飽讀各類經典。他就如一個饑餓的學子在知識的殿堂裏貪婪地吮吸著各學科的知識。
由於門捷列夫的中學是在托博爾斯克那個小地方上的，他的基礎打得並不好，所以他第一學期的學習成績在班上名列倒數第四。但是，門捷列夫並不因自己這樣的成績而氣餒，他下決心一定要通過自己孜孜不倦的努力，成為全班乃至全學校最出色的學生。
循循善誘的化學家伏斯克列森斯基慧眼識珠，很快發現了眾多學子中的門捷列夫在化學方麵的天資。他給了門捷列夫以極大的幫助。
這位在當時不過40歲出頭的教授，以其傑出的個人品格和出類拔萃的學識徹底征服了門捷列夫。
伏斯克列森斯基教授為人和善，教學嚴謹。他總能及時地發現一些在學科中的尖子生，並加以引導。
他曾經培養出大批出色的俄羅斯化學家。他的學生，如門捷列夫、別凱托夫、索科洛夫和其他許多學生都崇敬地稱他為“俄羅斯化學之祖”。
伏斯克列森斯基非常重視學生們的活潑創造思想，他極力鼓舞學生要盡可能地發揚獨立精神，教導他們大膽地去思考並克服前進道路上的一切障礙。
正是受了伏斯克列森斯基的影響，門捷列夫才對化學產生了更為濃厚的興趣，進而走進化學王國的輝煌殿堂。
在師範學院學習期間，門捷列夫與他的同學——俄國民主主義革命家杜勃羅留波夫等人建立了深厚的友誼。
門捷列夫在朋友的影響下，也經常閱讀具有革命民主主義傾向的刊物《現代人》和《鍾聲》。
門捷列夫還喜歡同外係的同學，如學哲學、曆史和經濟的同學們爭論有關科學、哲學、社會政治生活等諸多問題。與其他學科同學的交流對他擴大視野、磨煉思想起了巨大的作用。
門捷列夫曾經這樣說過：
“別的專業的同學們對學生整個發展的影響，幾乎不小於教授。當我在中央師範學院自然科學數學係學習時，我與同學們毗鄰而居，其中不僅有與我聽一二年級一般學科的數學係同學，而且也有外係學哲學、曆史和經濟學的同學，我永遠也不會忘記那些不同意見的爭論，這種爭論經常發生，大大有利於磨煉我們大家。”
就在門捷列夫在學校裏如魚得水的時候，不幸災難再次降臨到他身上。
自從門捷列夫入學院入讀以後，家中就隻有瑪利姬和麗莎倆人了。
長時間的奔波結束了，一種不習慣的平靜對於精力充沛的瑪利姬來說，似乎是個致命的打擊，她就像是一直在不停轉動的機器，一旦沒有了動力，就再也撐不住了。
在門捷列夫進入師範學院第九個月後，瑪利姬徹底地病倒了。
在一個秋風瑟瑟的季節，瑪利姬望著師範學院的方向，自言自語道：
“永別了，我的孩子。對於你的未來，我死也放心了。我相信，你將成為一個偉大的……”
瑪利姬·德米特利·耶芙娜這位偉大的母親對兒子的祝願尚未說完，就被死神無情地奪走了生命。
門捷列夫伏在母親的身上失聲痛哭起來。他不敢相信最愛自己的母親真的離開了人世，他也不能相信一切都已經完結。難道他的母親、一個性格如此堅強和充滿無窮活力的人，竟會被死亡所戰勝……
一幕幕往事，清晰地浮現在他的腦海。母親的音容笑貌，母親的舉手投足，一切就像在昨天，一切恍若眼前。
當門捷列夫睜開無力的雙眼，看到眼前隻是母親孤零零的墳墓時，他徹底地相信了這一事實。往事不能回首，越是回首越使他揪心的疼痛。
母親以她的勤勞養育了他們14個兄弟姐妹，而在父親雙目失明後，一家人生計的重擔幾乎全落在了母親的肩上。
這個勤勞、剛強、慈祥的母親離開了門捷列夫，但卻影響了他的一生。母親臨終的遺言是：
不要欺騙自己，要辛勤地勞動，不要花言巧語，要耐心地尋求真正的科學真理。
因為她知道，人們應該知道更多的東西，並借助於科學的幫助，不是強迫，而是自願地去消滅成見和錯誤，而且可以做到：捍衛已經獲得的真理，進一步發展自由，共享幸福和內心的愉快。
母親的遺訓成了門捷列夫一生成長的指明燈。