剛剛進入彼得堡高等師範學校學習時，門捷列夫由於原來學校教學條件和師資水平的限製，使他一時很難跟上老師講課的速度，所以，他感到學習特別吃力。幾次考試成績下來，也不是很令人滿意。他在冷靜地分析了自己在學習上存在的問題後，便把主攻方向用在以前自己掌握的不甚牢固的基礎知識上。在那段時間裏，他整天埋頭於學習，為了節省時間，他常常是早晨吃飯時多買幾片麵包，中午和晚上就著開水湊合一頓，就連星期天，門捷列夫也很少回家，經過幾個月的努力，他很快就追了上來，並且成為班級的優等生。
彼得堡高等師範學校開設德語課。門捷列夫剛進入彼得堡高等師範學校那幾天，聽起德語課來就像坐飛機似的，騰雲駕霧，稀裏糊塗。為了盡快學好德語，門捷列夫就下笨功夫，別人讀一遍，他就讀十遍。他還把德語單詞寫在一個小本本上，每一頁正麵寫俄文，後麵寫德文。清晨一起來，就學德語，甚至在排隊買飯時，他手裏仍然拿著那個小本本，口中念著德語單詞。有時，發音不準，他就用俄語給德語單詞“注音”。經過刻苦努力，不長時間，他在上課時，便能逐漸地聽懂老師的講話了。後來，他的德語進步得很快。
一次，幾名德國著名的化學專家來彼得堡高等師範學校進行業務交流。馬上就要開會了，負責翻譯工作的德語教師卻遲遲未到，後來大家才知道，他在上班的路上，給馬車撞傷了，被送進了醫院。校長和老師們都很著急。這時，坐在會場後排準備聽研討會的門捷列夫走到前麵來，對伏斯克列·辛斯基教授說：“教授，我來擔任德語翻譯可以嗎？”
“你行嗎？”伏斯克列·辛斯基教授瞪大了眼睛，打量著眼前這位年輕人，那眼神分明是在說：這麼大型的學術交流會議，可不是鬧著玩的！
門捷列夫看了看教授，平靜而又十分自信地說：“試一試吧。”
研討會開始了，門捷列夫和德國著名的化學家一起站在講台上，他把德國專家的話翻譯成俄語，又把學校幾位化學家的話翻譯成德語，在場的全體師生包括德國專家都十分佩服這位小翻譯，有些人還以為他是在德國長大的呢，可是有誰又會想到，幾個月前，門捷列夫連最簡單的德文字母還不認識呢！
以後，門捷列夫又選學了英語和法語。他常說：“多學一門外語，就多熟悉了一個世界，就能夠學到許許多多的知識。科學是沒有國界的，但它們之間需要由一座橋梁聯結起來，而這個橋梁就是外語。”
夜，已經很深了，彼得堡高等師範學校的圖書館裏已經沒有幾個人了。
“小夥子，還要看一會兒嗎？”值班人安德羅波夫微笑著對門捷列夫說。對於麵前這個年輕人，說真的，安德羅波夫一開始還有點兒看不上眼兒，土裏土氣的，一看就是個來自西伯利亞什麼小地方的人兒。可漸漸地，他被眼前這個年輕人的毅力折服了。這個年輕人，每天晚上都到這兒，拿著一本書看呀，寫呀，他似乎總也不知道累。以後，他和門捷列夫成了好朋友，從言談中他知道了門捷列夫的家庭情況，也知道了他為什麼這麼刻苦。他笑著對門捷列夫說：“把門關上，你看書吧，我可要睡一會兒去了。”
圖書館的大廳裏隻有門捷列夫一個人了，他一點兒也不覺得冷清和孤單。他看呀，看呀，累了就伸伸腰兒，接著再看。就是在這裏，他發現了自己的不足。他清楚地記得，在剛來到大學學習的幾個星期裏，他遇到了一些沒有料到的障礙。他認為自己頭腦聰明，可是在課堂上，他卻發現自己常常有許多句子因為老師說得太快而聽不清楚；他認為自己受過充分的科學教育，但他在偏遠的托博爾斯克中學所學到的知識，卻不能代替彼得堡中學畢業生的紮實的教育。門捷列夫這時才發現，他在數學、物理和化學知識上還有很大的缺陷，為了得到他時時刻刻都羨慕的理學士的華貴的頭銜，為了用更好的成績來報答母親的一片苦心，他知道應該必須去努力，去用功！