В 1903 году Менделеев начинает активно работать над самой известной своей книгой «Заветные мысли». Название этого классического труда использует два значения слова «заветные» — в смысле «сокровенные, потаенные» и образованное от слова «завет». Причем второй, редко встречающийся смысл был для Менделеева, очевидно, главным, что еще раз демонстрирует семантическое своеобразие его речи. Первое значение, заявленное с начальной строки очередным цитированием тютчевского Silentium'a, еще более подчеркивало необходимость прямой передачи мыслей потомкам, «когда в сознании выступает неизбежная необходимость и полная естественность прошлых и настоящих постепенных, но решительных перемен». По содержанию это была мощнейшая, универсальная попытка осмыслить вчерашний, сегодняшний и завтрашний день России в контексте мировой экономики, истории и политической географии.
Автор публиковал свой труд выпусками (всего их было четыре), по мере написания. Изложены «Мысли» еще более сложным, нежели предыдущие работы, языком. По степени насыщенности философскими, экономическими и естественно-научными идеями, новыми, присущими только автору, речевыми смыслами, по образности, страстности и полной раскованности изложения это произведение, пожалуй, не имеет себе равных даже среди менделеевских текстов. Степень его творческой свободы здесь такова, что позволяет автору двигаться в любую сторону уже написанного текста — возвращаться, дополнять, объяснять, предъявлять дополнительные доказательства. Читающему временами кажется, что в некоторых главах ученый в чем-то повторяется, пишет об одном и том же; но потом приходит понимание, что именно так и должно быть в текстах, выходящих из-под пера просветителя и адресованных озлобленной, разобщенной интеллигенции и правителям, не знающим, куда вести свой темный и делающийся всё более опасным народ. Именно поэтому к уже известным тезисам он неустанно подбирает всё новые и новые аргументы, выкладки и расчеты.
Первым было опубликовано «Вступление», посвященное сельскому хозяйству, в котором Менделеев изложил свои взгляды на этот вид деятельности как на одну из отраслей промышленности и на способы включения крестьян в другие, индустриальные виды производства. Одна из его главных мыслей — о необходимости развивать в первую очередь именно индустриальное производство, что само собой обеспечит рост сельского хозяйства.
Вторая глава «Народонаселение» представляет собой анализ демографических проблем, влияющих на экономику, торговлю и благосостояние народов. О России здесь говорится мало. Временами кажется, что автор чересчур увлекся вычислениями, которые он обожал и считал видом отдыха. Но текст тем не менее оказывается очень интересным с точки зрения ведущегося в нем (чаще подспудно, но иногда полностью всплывая на поверхность) спора автора то с Мальтусом, а то с древнегреческими мудрецами или с Жан Жаком Руссо и графом Львом Толстым, которые, по его мнению, не умеют поставить вопрос о реальных нуждах людей. Менделеев вычисляет оптимальное количество населения с точки зрения обеспеченности его всем необходимым, распределяет его по возрастам, высчитывает естественную прибыль и убыль… В конце главы автор неожиданно отказывается от каких бы то ни было выводов, считая, что предложенные им выкладки и суждения сами по себе дают достаточную пищу для размышлений. Далее он вообще предлагает читателю считать данную главу «отдельным этюдом».
В третьей главе «Внешняя торговля» Менделеев энергично развивает свои взгляды на тарифную политику и протекционизм, а также увязывает их с ранее рассмотренными проблемами сельского хозяйства и народонаселения. Точнее сказать.
Дмитрий Иванович всё время пробивается к сути через критику весьма неожиданных понятий — буддизма, коммунизма, английской политэкономии, привлекая всё новые сложнейшие вопросы, которые по мере рассмотрения оказывают ему поддержку в доказательстве давно выношенных протекционистских взглядов. Более всего автор уделяет внимание вывозу «хлебов», но здесь его мысль опять уходит за пределы таможенной политики. Он вновь доказывает, что традиционное сельское хозяйство не может стать источником благосостояния, а следовательно, и необходимого прироста населения (Дмитрий Иванович мечтал об удвоении российского народонаселения каждые сорок лет). Анализируя объемы и структуру ввоза и вывоза товаров и связывая эти показатели с уровнем роста доходов населения, Менделеев делает непреложный вывод: «С этим хлебным вывозом Россия должна остаться… страною бедною, временами голодающей и уже вследствие этого с малым развитием просвещения и всей гражданственности». По Менделееву также получалось, что многодетные крестьянские семьи не могут дать необходимого огромной стране прироста населения. В решение демографического вопроса, по его мнению, должны быть вовлечены все слои общества, и оно может быть достигнуто «только с усовершенствованием земледелия, с приложением к нему капиталов и, особенно, с развитием других видов промышленности, дающих хорошие заработки тому классу ее жителей, которых привыкли называть босяками, т. е. людям, ищущим какого бы то ни было заработка». Тут следует лишь пояснить: из последующих высказываний Менделеева видно, что босяками он называл пролетариев.