Брандт был замечательным преподавателем и педагогом, оказавшим большое влияние на молодого Менделеева, который, по некоторым сведениям, собирался работать под руководством Федора Федоровича и после окончания института. Больной студент одно лето жил на даче Брандта в Ораниенбауме, учил его сыновей. Отношения между ними были настолько тесными, что, начиная большое дело — описание фауны всей страны — и предлагая Главному педагогическому институту принять участие в этом предприятии, профессор Брандт привлек студента Менделеева к составлению документа, пола иного на сей счет в Конференцию института. Произошло это после того, как Дмитрий выполнил «Описание грызунов С.-Петербургской губернии». Вдохновленный качеством этой работы профессор намеревался теперь уже на регулярной основе использовать студентов каждого выпускного курса для изложения естественной истории одного из больших отделов животных. Для нас интересно, что это представление, подписанное и поданное академиком Брандтом, было написано рукой студента Менделеева: «…Изложение студентов, направленное мною, будет не столько книжным, сколько практическим, более сжатым или подробным, чисто историческим или прикладным, как того требует двоякая цель предполагаемого труда: обработка науки и общественная потребность…» — Очень похоже на манеру выражаться взрослого Менделеева. Конспекты лекций Брандта Менделеев хранил всю жизнь, они и сейчас лежат в его архиве; студенческая же его работа хранится в фонде 51 Архива Российской академии наук, где собраны рукописи, принадлежавшие Ф. Ф. Брандту.
Если взглянуть на годы студенчества Менделеева в свете его успехов, то они окажутся удивительно неровными. В первый год первого учебного курса, приступив к изучению предметов со второй половины и самостоятельно восполняя знания, полученные товарищами в прошлом году, он с огромным трудом смог добиться удовлетворительных оценок по большинству предметов (кроме французского языка и астрономии). Зато начиная со следующего года, когда он присоединился к принятым на первый курс товарищам и начал слушать лекции по тем курсам, которыми пытался овладеть самостоятельно да еще большей частью на лазаретной койке, дела резко выправились. По результатам года он перешел с двадцать пятого на седьмое место и заслужил репутацию одного из самых способных студентов нового курса. По всем основным предметам Менделееву были выставлены пятерки. Тройки оказались только по английскому, французскому языкам и Закону Божьему. И еще ему никак не удавалось получить пятерку по поведению, потому что в закрытом учебном заведении, куда, несмотря на экзамены, юношей все-таки «отдавали» или «помещали» родители, строго следили за каждой незастегнутой пуговицей, которых на зеленом мундире студента Менделеева обычно было предостаточно. По воспоминаниям его однокашников, этот высокий, широкоплечий студент с большой головой чаще всего ходил в полностью расстегнутом сюртуке. На старшем курсе студенты физико-математического факультета должны были избрать специальность — математику или естествознание. Дмитрий выбрал естественные науки и стал слушать лекции по химии с химической технологией, геогнозии, зоологии и ботанике. Кроме того, он посещал общие для всего института (в котором был еще и историко-филологический факультет) лекции по русскому праву и педагогике. Два раза в неделю студентам читались лекции по истории искусств. По итогам первого года старшего курса он получил по всем предметам пять или пять с плюсом. Даже поведение было оценено на 4 1/2 . Дочь институтского советника Н. М. Данилевская вспоминала, что Менделеев оказался в лазарете прямо накануне экзамена. Его больше волновала не сама болезнь, а то, что она может испортить ему каникулы. Данилевская видела, как удивился доктор Кребель, когда больной попросил разрешения отлучиться на экзамен. Кребель, всё более сомневающийся в своем диагнозе, все-таки разрешил, и Менделеев, преодолевая слабость, натянул форменный мундир. Он великолепно сдал экзамен, и товарищи проводили его обратно в лазарет аплодисментами.