Из Берлина Бутлеров поехал на Рейн, где посетил Висбаден, откуда в сентябре отправился в Бонн, чтобы посетить 33-й съезд немецких натуралистов и врачей.
В Висбадене Бутлеров видел лабораторию профессора Фрезиниуса, которая являлась учебно-химическим заведением: воспитанники его изучали аналитическую химию на практике. Во время осмотра этих лабораторий Александр Михайлович познакомился с их руководителями, однако более близко познакомился он с иностранными химиками в Бонне на съезде. Здесь же он встретил своего соотечественника — Леона Николаевича Шишкова. Пребывание в Бонне Бутлеров использовал для осмотра университетской лаборатории в Поппельсдорфе и для еще более интересного для него ознакомления с химическим заводом Марквардта, производившим в большом количестве ценные химические вещества.
После закрытия съезда Бутлеров поехал в Гейдельберг, оттуда в Швейцарию, а из Швейцарии в Италию. В этот переезд ему удалось, хотя и бегло, осмотреть лабораторию Фридриха Мора в Кобленце и в Гейдельберге — лаборатории Кекуле и Бунзена.
В лаборатории Бунзена на него произвели наибольшее впечатление приборы, изобретенные или усовершенствованные самим Бунзеном.
Швейцарские и итальянские лаборатории отличались только широким использованием светильного газа в химической практике.
Пробыв в Италии около полутора месяцев, Александр Михайлович отправился пароходом в Марсель, а затем в Париж, куда и прибыл в декабре, в начале зимнего семестра.
Париж представлял в то время наиболее интересный для химика центр как по курсам, читавшимся здесь, так и по многочисленным химическим лабораториям, устроенным очень разнообразно, соответственно характеру производившихся работ. Бутлеров посвятил Парижу большую часть своего пребывания за границей. Он оставался здесь почти безотлучно до мая 1858 года. Только на поездку в Лондон для осмотра лабораторий Бутлеров выбрал время, впрочем составившее не более десяти дней. Английские химики стояли в стороне от широких теоретических обобщений и заинтересовать русского ученого не могли.
В Париже Бутлеров работал в лаборатории Шарля Вюрца, единственной в то время лаборатории Франции, объединяющей молодые химические силы. Это была и по числу учеников значительная в Европе лаборатория.
Лаборатория Вюрца в Парижской медицинской школе привлекала не удобством, не величиной, не превосходством оборудования. Интерес химиков привлекал ее директор — известный французский химик Шарль Вюрц (1817–1884).
В лаборатории Вюрца Бутлеров провел два месяца. Здесь он произвел исследование йодистого метилена. Результаты его были доложены Парижской Академии наук и опубликованы в ряде химических журналов. Йодистый метилен уже был в руках многих химиков до Бутлерова, но они не определили его настоящего состава.
В начале мая 1858 года из Парижа Бутлеров отправился опять в Гейдельберг, где он слушал лекции Бунзена и Кекуле. Имя Роберта Бунзена (1811–1889), так же как имя Густава Кирхгофа (1824–1887), известно, в особенности, по открытию спектрального анализа. С его помощью Бунзену удалось открыть два новых элемента — цезий и рубидий.
Органической химии была посвящена только первая работа Бунзена, правда оказавшая большое влияние на развитие органической химии, а затем он работал почти исключительно в области неорганической химии.
Особенную популярность среди молодых ученых Бунзену снискала основанная им в 1855 году, в Гейдельберге лаборатория, из которой вышла группа известных химиков. Среди них были, между прочим, Август Кекуле (1829–1896) и Рихард Эрленмейер (1825–1909) — сверстники Бутлерова по возрасту и вступлению в научную жизнь, подобно ему уделявшие много внимания вопросам теории.
Бунзен был превосходным лектором, но знакомство Бутлерова со знаменитым профессором произошло уже тогда, когда тот плохо слышал, плохо видел своим единственным глазом — другой был потерян при занятиях со взрывчатыми веществами, к которым Бунзен имел слабость.
«Страдая забывчивостью, — говорит о нем И. М. Сеченов, — он часто являлся на лекцию с вывернутым ухом — сохранившимся до старости наследием школьного возраста. Когда в течение лекции взмахом руки профессора ушная раковина приходила в норму — это значило, что памятка сделала свое дело — опасный пункт не был забыт. Когда же, как это случалось нередко, ухо оставалось вывернутым, по окончании лекции молодая публика расходилась с веселыми разговорами о том, был ли забыт намеченный опасный пункт или забыто ухо. Бунзен был всеобщим любимцем, и его называли не иначе, как папа Бунзен, хотя он не был еще стариком».