Европейский прогресс — немного показной, но тем не менее вполне добротный и настоящий — будил в путешествующих россиянах горестные раздумья о причинах российской отсталости и о том, что будет со страной после ожидаемой вскоре отмены крепостного права. Многие русские, посланные за границу или приехавшие туда на свои средства, не нашли ничего лучшего, как изводить время и силы в бесконечных спорах «о судьбах родины». Кто-то даже напускал на себя таинственный вид и намекал на близость к некоей конспиративной деятельности, смысл и цели которой не подлежат разглашению. Менделеев чувствовал бездельников сразу и объезжал такие компании стороной. Слава богу, на его пути оказалось и множество соотечественников совсем другого склада.
Сначала ему нужно было найти для себя лабораторию. В то время выпускники российских университетов выбирали обычно между французскими (главным образом, парижским) и многочисленными немецкими университетами. У Дмитрия была мысль продолжить путешествие и осесть в Париже, одно название которого заставляло быстрее биться сердце любого молодого русского; но потом он все-таки остановил свой выбор на Гейдельбергском университете, где в тот момент образовалась удивительно талантливая русская колония, предпочтя его Берлинскому (там учился И. С. Тургенев), Геттингенскому (его как альма-матер любили многие русские химики, а Пушкин именно туда «отправил» своего Ленского), Марбургскому и Фрейбургскому (давшим образование еще Ломоносову), Боннскому, Лейпцигскому, Бранденбургскому, даже Гисенскому, где под руководством самого Либиха работали в свое время его учитель А. А. Воскресенский и Н. Н. Зинин.
В Гейдельберге той поры работала целая плеяда научных звезд первой величины — например, читал лекции гениальный физик и физиолог, математик и психолог Герман Гельмгольц, давший математическое обоснование закону сохранения энергии. Этот удивительно простой человек производил магнетическое впечатление на всех, кто его знал. Например, учившийся у него Иван Михайлович Сеченов признавался, что встреча с Гельмгольцем ввергла его в такую же бурю эмоций, как впервые увиденная Сикстинская Мадонна. Здесь, в своей лаборатории, хорошо известные в России Роберт Вильгельм Бунзен и Густав Роберт Кирхгоф вели настоящую охоту на новые, неизвестные науке элементы с помощью изобретенного ими же спектрографа (через несколько месяцев после прибытия Менделеева они откроют цезий, а вскоре после его отъезда — рубидий). Бунзен со времен своей молодости считался в ученой среде не просто талантливым химиком, но и героической личностью: во время одного из его опытов взорвался сосуд с соединением мышьяка, из-за чего он отравился ядовитыми парами и потерял выбитый осколком глаз. Только за год до приезда Менделеева в Гейдельберге перестал профессорствовать Фридрих Август Кекуле, сформулировавший главные положения теории валентности. Там же работали и очень перспективные молодые органики Эмиль Эрленмейер и Людвиг Кариус.