Στις 2 Φεβρουαρίου 1907, ο Μεντελέγιεφ πέθανε σε ηλικία 72 ετών στην Αγία Πετρούπολη από γρίπη. Τα τελευταία του λόγια προς τον γιατρό του ήταν: «Γιατρέ, εσείς έχετε την επιστήμη, εγώ έχω την πίστη», το οποίο είναι πιθανώς απόφθεγμα του Ιουλίου Βερν.
