Всё это бурное время Менделеев продолжал упорно трудиться: читал лекции, ставил опыты, писал статьи, занимался переоснащением вверенной ему лаборатории Института Корпуса инженеров путей сообщения, горячо выступал на квартирных профессорских собраниях, где политические и научные новости обычно обсуждались с равным интересом. Его причудливо сбалансированная натура, несмотря ни на что, реализовывала себя во всём, включая личную жизнь.
Менделееву уже 28 лет, он достаточно известен как ученый, преподаватель и эксперт в области технологии. Его советы предпринимателям всегда точны и оборачиваются для них хорошими доходами, но сам он ни в коем случае не собирается становиться заводчиком — считает, что таким образом «ограбит свою душу». Менделеев предпочитает иное, интеллектуальное служение на ниве промышленности. Оно, конечно, менее прибыльно, но вкупе с доходами от публикаций и преподавательским жалованьем дает ему неплохие средства. Упорным трудом ученый значительно улучшил свое материальное положение — в 1861 и 1862 годах он заработал примерно по пять тысяч рублей. Значительная часть этих денег съедалась расходами, но оставалось достаточно для того, чтобы можно было всерьез думать о семейной жизни. В противостоянии студентов с правительством он, безусловно, ближе к студентам — до тех пор, пока они остаются студентами, то есть учащимся сословием. Что с того, что студенты всё дальше будут отходить от своей обязанности учиться, предпочитая ей желание бороться, что университетские волнения не закончатся до самой смерти Менделеева, что ситуация, при которой способные молодые люди, плюнув на прогресс, начнут мастерить бомбы, будет отныне точить и отравлять его душу? Всё равно студенчество — для него понятие родное и близкое. На них надежда. Одумаются. Услышат. Поймут. А вот чиновничество Дмитрию Ивановичу отвратительно:
Впрочем, весной 1862 года Дмитрий Иванович не думает ни о массовых беспорядках, ни об Оуэне. Нервно, взвинченно и отчаянно он ставит опыт над своим одиночеством. Это бросается в глаза всем и конечно же замечено Протопоповыми, у которых Менделеев просит руки их племянницы. Получив согласие, он немедленно приходит в ужас из-за неуверенности в своих чувствах. Что делать? Бежать из-под венца? Ситуацию спасает Ольга Дмитриевна. Ее письмо напоминает брату о мужском долге и семейной чести: «Вспомни еще, что великий Гёте говорил: «Нет больше греха, как обмануть девушку». Ты помолвлен, объявлен женихом, в каком положении будет она, если ты теперь откажешь?» Он смиряется и даже вновь ощущает нежные чувства к своей невесте. А Физа просто счастлива. Шьется приданое, Дмитрий подает прошение о новой командировке за границу. 25 апреля прошение удовлетворено, а 29-го в церкви Николаевского инженерного училища происходит венчание Дмитрия Ивановича Менделеева и Феозвы Никитичны Лещовой. Еще через неделю новобрачные отправляются в четырехмесячное путешествие по Европе.