В Симферополе, ближайшем к Севастополю центре, создался тыл. Город потерял свой обычный облик спокойного губернского городка, превратился в военный лагерь, который, казалось, пополнялся без конца. В начале войны беспрерывно тянувшиеся войска, орудия, обозы прошли через город дальше, к морю, самым появлением своим изменяя мирный вид провинции. За войском пришли и остановились надолго в недосягаемом для неприятеля расстоянии провиантские склады, фуражные, запасные части и обязательные спутники капиталистической войны — спекулянты, рестораторы, содержатели игорных домов и всяких иных злачных мест. Эти охотники за наживой приехали как хозяева, заполнили город, подняли цены. В Севастополе рвались гранаты, гибли люди, а в Симферополе играла музыка, танцевали. В Симферополь приезжали на задыхающихся лошадях офицеры, закопченные пороховым дымом бастионов, приезжали, чтобы в одну ночь прокутить полугодовое жалование и на рассвете лететь обратно на верную гибель если в не от пули, то от болезни.
В Симферополь привозили в крытых брезентом фургонах раненых и больных с тем, чтобы многих из них сбросить в общую яму на симферопольском кладбище. Оставшиеся в живых переполняли лазареты, и в городе вместе с музыкой слышались стоны оперируемых, крики умирающих.
В середине августа 1855 г. отправился в Симферополь Менделеев. Доехав на поезде до Москвы, он закончил остальной путь на лошадях по невероятным дорогам, загруженным обозами, двигавшимися по направлению к Крыму.
Первый раз попал он, северянин, на юг. Непривычно синее небо, жара, лагерный облик города, палатки, раскинутые в предместьях, — все было ему незнакомо. Дороговизна в городе была такова, что располагая только скромным учительским жалованьем в 33 рубля, Дмитрий Иванович не мог найти комнаты. Гимназия, по случаю войны, была закрыта, и он поселился вместе с инспектором в маленькой каморке при гимназическом архиве.
Из Петербурга Дмитрий Иванович привез рекомендательное письмо доктора Здекауера к знаменитому хирургу Пирогову, работавшему в ту пору в крымских госпиталях, Дмитрий Иванович разыскал Пирогова. Тот, прочтя письмо в осмотрев Менделеева, снабдил его рядом советов, успокоил и сказал: «Сохраните это письмо и когда-нибудь верните Здекауеру. Вы переживете нас обоих». Пророчество Пирогова сбылось. Много позже Дмитрий Иванович благодарно вспоминал:
— Вот это был врач! Насквозь человека видел. Он сразу мою натуру понял.
В конце августа был сдан Севастополь. Фактически это было окончательным поражением России, но официально война не считалась оконченной. Можно было ждать продвижения неприятеля в глубь страны. Поэтому и Симферополь оставался на военном положении. Занятий в гимназии на этот год не предполагалось. Дожив в Симферополе до холодов, Дмитрий Иванович взял отпуск и уехал в Одессу.
Одесса, несмотря иа близость войны, жила своей собственной оживленной жизнью. Благодаря тому, что большую часть населения составляли иностранцы, преимущественно французы, Одесса мало пострадала от бомбардировки, она оказалась как бы экстерриториальным городом, в котором продолжала кишеть оживленная торговля. Жизнь в ней шла нормально, гимназии работали, и Дмитрию Ивановичу удалось получить место преподавателя естественных наук в 1-й Одесской гимназии при Ришельевском лицее. Время, проведенное там, явилось началом самостоятельной интенсивной трудовой жизни, уже не омраченной зловещими предсказаниями врачей.
Культурным центром Одессы был университет. Благодаря его библиотеке и лаборатории, Дмитрий Иванович получил возможность готовиться к магистерскому экзамену и писать диссертацию. Мягкий климат, близость моря, теплая зима — все вместе благотворно действовало на здоровье Дмитрия Ивановича. Поправляясь, он стремился обратно в Петербург, тем более, что и диссертацию и подготовку к экзамену на степень магистра он быстро заканчивал. Вопросы здоровья не задерживали его больше на юге и Дмитрий Иванович в мае 1856 г. вернулся в столицу.
Почти прямо из вагона Дмитрий Иванович попал в аудиторию. Здесь ему предстояло впервые скрестить оружие с научными авторитетами, помериться силами и ростом с недавними учителями. Здесь встретило судилище официальных оппонентов. Недавние дружеские советчики и руководители на это время превратились в беспощадных критиков.
Испытание было выдержано с честью.
Дмитрий Иванович получил первую ученую степень магистра физики и химии. Диссертация его была на тему: «Об удельных объемах». Удельными или атомными объемами называются те пространсьва, в которых умещаются паевые (т. е, замещающие друг друга в химических соединениях) количества элементарных тел. Исследуя величины этих объемов у целого ряда элементов, Менделеев показал в них ряд закономерностей, которые впоследствии нашли свое выражение в периодической системе химических элементов.