Въпреки донякъде внесения ред, през втората половина на деветнайсети век в химията почти царял хаос, ето защо всички били много доволни, когато през 1869 г. станал известен странният и малко налудничав на вид професор от Университета на Санкт Петербург на име Дмитрий Иванович Менделеев.
Менделеев е роден през 1834 г. в Тоболск, в западен Сибир, в добре образовано, средно проспериращо огромно семейство — толкова многочислено, че фактически историята не може да каже колко точно наброявало: някои източници твърдят, че са били четиринайсет деца, други — седемнайсет. Във всеки случай всички твърдят, че Дмитрий е бил най-малкият. Късметът не винаги спохождал фамилията Менделеев. Когато Дмитрий бил малко дете, баща му, който бил директор на местно училище, ослепял и майка му трябвало да си намери работа. Очевидно е, че е била изключителна жена, която накрая станала директор на преуспяваща фабрика за стъкло. Всичко вървяло добре до 1848 г., когато фабриката изгоряла и семейството изпаднало в нищета. Решена най-малкото й дете да получи образование, несломимата г-жа Менделеева изминала с малкия си син на стоп 6 хиляди километра до Санкт Петербург — това се равнява да пропътуваш от Лондон до Екваториална Гвинея — и го настанила в Института по педагогика. Изтощена от усилията си, скоро след това тя умира.
Менделеев завършил покорно следването си и накрая получил пост в местния университет. Там бил компетентен, но не и особено изключителен химик, известен бил повече с буйната си коса и брада, които подстригвал само веднъж годишно, а не с уменията си в лабораторията.
През 1869 г. обаче, на трийсет и пет годишна възраст, започнал да се замисля как да подреди елементите. По това време елементите обикновено били групирани по два начина — или по атомно тегло (използвайки принципа на Авогадро) или по общи свойства (например в зависимост от това дали са метали или газове). Менделеев открил, че двата начина могат да се комбинират в една таблица.
Както обикновено става в науката, принципът всъщност бил предугаден преди това от един химик аматьор в Англия на име Джон Нюландс. Той направил предположението, че когато елементите са подредени по тегло, като че ли показват определени свойства — съгласуват се по някакъв начин — на всяко осмо място по скалата. Малко неразумно, тъй като това била идея, на която още не й било дошло времето, Нюландс я нарекъл Закон на октавите и оприличил тази подредба с подредбата на клавишите на пианото по октави. Навярно е имало нещо в начина на представяне на идеята от страна на Нюландс, но тя била считана като принципно абсурдна и била навсякъде осмивана. По време на събирания шегаджии от публиката понякога го питали дали може да накара елементите си да посвирят. Обезкуражен, Нюландс се отказал от прокарване на идеята и скоро след това изчезнал от хоризонта.
Менделеев използвал малко по-различен подход, като подредил елементите в групи по седем, но използвал в основни линии същия принцип. Изведнъж идеята се сторила гениална и изключително проницателна. Тъй като свойствата се повтаряли периодично, откритието станало известно като Периодичната таблица.
Говори се, че Менделеев бил вдъхновен от играта на карти, известна като solitaire в Северна Америка и като пасианс другаде, в която картите се подреждат по боя хоризонтално, а по стойност вертикално. Като използвал в известна степен същия принцип, той подредил елементите в хоризонтални редове, наречени периоди, и вертикални колони, наречени групи. Това веднага показало един вид взаимовръзки, когато елементите биват разглеждани по вертикала надолу и нагоре, и други, когато се разглеждат по хоризонтала един до друг. По-специално, вертикалните колони включват химикали със сходни свойства. Така медта стои над среброто, а среброто е над златото поради химичните им сходства като метали, докато хелият, неонът и аргонът са в колона, включваща газове. (Фактическият, формално определящ фактор в подреждането на елементите е нещо, което се нарича тяхна електронна валентност, която, за да я разберете, трябва да се запишете във вечерно училище.) В същото време хоризонталните редове подреждат елементите във възходящ ред според броя на протоните в ядрото им — което се нарича атомен номер.