«Когда я приехала, — пишет Надежда Капустина, — Дмитрий Иванович лежал уже в зале, величавый и спокойный, со сложенными крестом руками». Помещение не могло вместить всех желавших проститься с покойным. Всё было завалено цветами. Постоянно звучали панихиды. Одну из них отслужил приехавший митрополит Антоний, другую пропели, как могли, дети, неожиданно пришедшие из какого-то сиротского приюта. Главная литургия было назначена в церкви Технологического института, расположенного напротив Главной палаты мер и весов. К этому времени всё пространство между Палатой и институтом оказалось запружено народом. Церковь оказалась буквально в осаде. К дубовому гробу Менделеева получили возможность приблизиться только министры и профессора.
Между тем толпа на улице прибывала. Пришли почти в полном составе студенты физико-математического факультета университета, на котором в связи с кончиной Дмитрия Ивановича были отменены занятия. Пришли студенты всех петербургских институтов, включая Политехникум и Высшие женские курсы. Было очень много гимназистов старших классов. Многие стояли с венками, что само по себе было поводом для вмешательства полиции, поскольку со времен похорон Тургенева и Некрасова ношение венков было запрещено. Приставы пригнали специальные дроги, чтобы их сложить, но молодежь расставалась со своими венками неохотно. После того как дроги были доверху заполнены, количество венков на руках людей, казалось, не уменьшилось. После литургии гроб с телом Менделеева несли на руках до самой могилы. Гроб качался посреди несметной массы народа — когда голова процессии достигла Гороховой, хвост ее был еще у стен Технологического института. По распоряжению городского головы, ученика Менделеева Н. А. Резцова, были не только зажжены оба ряда газовых фонарей, но каждый столб был обвит траурными лентами. Трамваи по пути следования похорон были остановлены. Вся процессия, несмотря на ее протяженность, была взята студентами в живую цепь. Во главе шествия студенты университета и Военно-медицинской академии несли на большом щите периодическую таблицу химических элементов. За ними шли офицеры Михайловской артиллерийской академии с большим серебряным венком.
Могила на фамильном участке Волкова кладбища, устланная ветками можжевельника, еще год не могла дать менделеевскому праху полного упокоения. Его продолжали тревожить, пока на этом месте не возвели склеп. Когда гроб мешал рабочим, они выносили его в кладбищенскую церковь. Наконец, невысокий цементный склеп, окруженный гранитными тумбами с цепями, был воздвигнут. На могиле установили гранитную глыбу с крестом, вырубленным из верхней ее части. Рабочие, подрядившиеся выполнить работу к годовщине смерти ученого, из-за морозов не успели высечь на граните ни дат рождения и смерти, ни изречения из трудов покойного. Только «Дмитрий Иванович Менделеев». Так и решено было оставить.