हालाँकि मेंडेलीव को पूरे यूरोप में वैज्ञानिक संगठनों द्वारा व्यापक रूप से सम्मानित किया गया था, जिसमें (1882 में) रॉयल सोसाइटी ऑफ़ लंदन से डेवी मेडल (जिसने बाद में उन्हें 1905 में कोपले मेडल से भी सम्मानित किया था) शामिल था, उन्होंने 17 अगस्त 1890 को सेंट पीटर्सबर्ग विश्वविद्यालय से इस्तीफा दे दिया। उन्हें 1892 में रॉयल सोसाइटी (ForMemRS) का एक विदेशी सदस्य चुना गया था, और 1893 में उन्हें वज़न और माप ब्यूरो का निदेशक नियुक्त किया गया था, जिस पद पर वे अपनी मृत्यु तक बने रहे। मेंडेलीव ने पेट्रोलियम की संरचना की भी जांच की, और मदद की रूस में पहली तेल रिफाइनरी स्थापित करने के लिए। उन्होंने पेट्रोकेमिकल्स के फीडस्टॉक के रूप में पेट्रोलियम के महत्व को पहचाना। उन्हें इस टिप्पणी का श्रेय दिया जाता है कि पेट्रोलियम को ईंधन के रूप में जलाना "बैंक नोटों से रसोई के चूल्हे को जलाने के समान होगा"। 1905 में, मेंडेलीव को रॉयल स्वीडिश एकेडमी ऑफ साइंसेज का सदस्य चुना गया था। अगले वर्ष रसायन विज्ञान के लिए नोबेल समिति ने स्वीडिश अकादमी को आवधिक प्रणाली की खोज के लिए मेंडेलीव को 1906 के लिए रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार देने की सिफारिश की। स्वीडिश अकादमी के रसायन विज्ञान अनुभाग ने इस सिफारिश का समर्थन किया। तब अकादमी को समिति की पसंद को मंजूरी देनी थी, जैसा कि उसने लगभग हर मामले में किया है। अप्रत्याशित रूप से, अकादमी की पूरी बैठक में, नोबेल समिति के एक असहमत सदस्य, पीटर क्लासन ने हेनरी मोइसन की उम्मीदवारी का प्रस्ताव रखा, जिसका उन्होंने समर्थन किया। स्वंते अरहेनियस, हालांकि रसायन विज्ञान के लिए नोबेल समिति के सदस्य नहीं थे, लेकिन अकादमी में उनका बहुत प्रभाव था और उन्होंने मेंडेलीव को अस्वीकार करने के लिए भी दबाव डाला, यह तर्क देते हुए कि आवधिक प्रणाली 1906 में इसकी खोज को स्वीकार करने के लिए बहुत पुरानी थी। समकालीनों में, अरहेनियस, अरहेनियस के पृथक्करण सिद्धांत की आलोचना के लिए मेंडेलीव के प्रति रखी गई नाराजगी से प्रेरित था। गरमागरम बहस के बाद, अकादमी के बहुमत ने एक वोट के अंतर से मोइसन को चुना। 1907 में मेंडेलीव को नामांकित करने के प्रयास अरहेनियस के पूर्ण विरोध के कारण फिर से विफल हो गए। 1907 में, मेंडेलीव की 72 वर्ष की आयु में सेंट पीटर्सबर्ग में इन्फ्लूएंजा से मृत्यु हो गई। उनके अंतिम शब्द अपने चिकित्सक से थे: "डॉक्टर, आपके पास विज्ञान है, मेरे पास विश्वास है," जो संभवतः जूल्स वर्ने का उद्धरण है। चंद्रमा पर क्रेटर मेंडेलीव, साथ ही तत्व संख्या 101, रेडियोधर्मी मेंडेलीवियम, का नाम उनके नाम पर रखा गया है। .
सेंट पीटर्सबर्ग विश्वविद्यालय से इस्तीफा दे दिया
हालाँकि मेंडेलीव को पूरे यूरोप में वैज्ञानिक संगठनों द्वारा व्यापक रूप से सम्मानित किया गया था, जिसमें (1882 में) रॉयल सोसाइटी ऑफ़ लंदन से डेवी मेडल (जिसने बाद में उन्हें 1905 में कोपले मेडल से भी सम्मानित किया था) शामिल था, उन्होंने 17 अगस्त 1890 को सेंट पीटर्सबर्ग विश्वविद्यालय से इस्तीफा दे दिया। उन्हें 1892 में रॉयल सोसाइटी (ForMemRS) का एक विदेशी सदस्य चुना गया था, और 1893 में उन्हें वज़न और माप ब्यूरो का निदेशक नियुक्त किया गया था, जिस पद पर वे अपनी मृत्यु तक बने रहे। मेंडेलीव ने पेट्रोलियम की संरचना की भी जांच की, और मदद की रूस में पहली तेल रिफाइनरी स्थापित करने के लिए। उन्होंने पेट्रोकेमिकल्स के फीडस्टॉक के रूप में पेट्रोलियम के महत्व को पहचाना। उन्हें इस टिप्पणी का श्रेय दिया जाता है कि पेट्रोलियम को ईंधन के रूप में जलाना "बैंक नोटों से रसोई के चूल्हे को जलाने के समान होगा"। 1905 में, मेंडेलीव को रॉयल स्वीडिश एकेडमी ऑफ साइंसेज का सदस्य चुना गया था। अगले वर्ष रसायन विज्ञान के लिए नोबेल समिति ने स्वीडिश अकादमी को आवधिक प्रणाली की खोज के लिए मेंडेलीव को 1906 के लिए रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार देने की सिफारिश की। स्वीडिश अकादमी के रसायन विज्ञान अनुभाग ने इस सिफारिश का समर्थन किया। तब अकादमी को समिति की पसंद को मंजूरी देनी थी, जैसा कि उसने लगभग हर मामले में किया है। अप्रत्याशित रूप से, अकादमी की पूरी बैठक में, नोबेल समिति के एक असहमत सदस्य, पीटर क्लासन ने हेनरी मोइसन की उम्मीदवारी का प्रस्ताव रखा, जिसका उन्होंने समर्थन किया। स्वंते अरहेनियस, हालांकि रसायन विज्ञान के लिए नोबेल समिति के सदस्य नहीं थे, लेकिन अकादमी में उनका बहुत प्रभाव था और उन्होंने मेंडेलीव को अस्वीकार करने के लिए भी दबाव डाला, यह तर्क देते हुए कि आवधिक प्रणाली 1906 में इसकी खोज को स्वीकार करने के लिए बहुत पुरानी थी। समकालीनों में, अरहेनियस, अरहेनियस के पृथक्करण सिद्धांत की आलोचना के लिए मेंडेलीव के प्रति रखी गई नाराजगी से प्रेरित था। गरमागरम बहस के बाद, अकादमी के बहुमत ने एक वोट के अंतर से मोइसन को चुना। 1907 में मेंडेलीव को नामांकित करने के प्रयास अरहेनियस के पूर्ण विरोध के कारण फिर से विफल हो गए। 1907 में, मेंडेलीव की 72 वर्ष की आयु में सेंट पीटर्सबर्ग में इन्फ्लूएंजा से मृत्यु हो गई। उनके अंतिम शब्द अपने चिकित्सक से थे: "डॉक्टर, आपके पास विज्ञान है, मेरे पास विश्वास है," जो संभवतः जूल्स वर्ने का उद्धरण है। चंद्रमा पर क्रेटर मेंडेलीव, साथ ही तत्व संख्या 101, रेडियोधर्मी मेंडेलीवियम, का नाम उनके नाम पर रखा गया है। .