門捷列夫1871年發表了週期律的論文。文中他果斷地修正了前一個元素週期表。例如在前一表中，性質類似的各族是橫排，週期是豎排；而在新表中，族是豎排，週期是橫排，這樣各族元素化學性質的週期性變化就更為清晰。同時他將那些當時性質尚不夠明確的元素集中在表格的右邊，形成了各族元素的副族。在前表中，為尚未發現的元素留下4個空格，而新表中則留下了6個空格。大膽指出某些元素公認的原子量是不準確的，應重新測定。例如當時公認金的原子量為169.2，按此，在週期表中，金應排在鋨、銥、鉑（當時認為它們的原子量分別是198.6，196.7，196.7）的前面。 而門捷列夫認為金在週期表中應排在這些元素的後面，所以它們的原子量應重新測定。重新測定的結果是：鋨為190.9，銥為193.1，鉑為195.2，金為197.2。實驗證明了門捷列夫的意見是對的。又例如，當時鈾公認的原子量是116，是三價元素。門捷列夫則根據鈾的氧化物與鉻、鉬、鎢的氧化物性質相似，認為它們應屬於一族，因此鈾應為六價，原子量約為240。經測定，鈾的原子量為238.07，再次證明門捷列夫的判斷正確。 　

基於同樣的道理，門捷列夫還修正了銦、鑭、釔、鉺、鈰、還預言了一些當時尚未發現的元素的存在和它們的性質。他的預言與爾後實踐的結果取得了驚人的一致。 　　在封建王朝的俄國，科學院在推選院士時，竟以門捷列夫性格高傲而有稜角為藉口，把他排斥在外。後來因門捷列夫不斷地被選為外國的名譽會員，彼得堡科學院才被迫推