對蘇聯的化學和物理學做出不朽成就，在氣體定律、氣象學、石油工業、農業化學、無煙火藥、度量衡方面做出一定貢獻。由於他的辛勤勞動，在這些領域都不同程度地做出了成績。
門捷列夫製作出了世界上第一張元素週期表，並據此預見了一些當時尚未發現的元素，其名著《化學原理》影響了一代又一代的化學家。1907年2月2日，門捷列夫因心肌梗塞逝世，享年72歲。
門捷列夫對蘇聯的貢獻
門捷列夫對化學這一學科發展最大貢獻在於發現了化學元素週期律。
他在批判地繼承前人工作的基礎上，對大量實驗事實進行了訂正、分析和概括，總結出這樣一條規律：元素（以及由它所形成的單質和化合物）的性質隨着原子量（現根據國家標準稱為相對原子質量）的遞增而呈週期性的變化，既元素週期律。他根據元素週期律編制了第一個元素週期表，把已經發現的63種元素全部列入表裏，從而初步完成了使元素系統化的任務。
他還在表中留下空位，預言了類似硼、鋁、硅的未知元素（門捷列夫叫它類硼、類鋁和類硅，即以後發現的鈧、鎵、鍺）的性質，並指出當時測定的某些元素原子量的數值有錯誤。而他在週期表中也沒有機械地完全按照原子量數值的順序排列。若干年後，他的預言都得到了證實。
門捷列夫工作的成功，引起了科學界的震動。人們為了紀念他的功績，就把元素週期律和週期表稱為門捷列夫元素週期律和門捷列夫元素週期表。
