Февраль — подал прошение об отставке из университета, которое по просьбе ректора А. Н. Бекетова заменил прошением об отпуске.
22 февраля — поездка в Италию, где в то время находилась А. И. Попова.
Май — август — усовершенствовал технологию нефтепереработки на принадлежащем В. Н. Рагозину Константиновском заводе близ Ярославля.
29 декабря — рождение дочери Любови.
1882, начало года — расторжение брака с Ф. Н. Менделеевой.
18 апреля — венчался с А. И. Поповой.
1883, конец лета — осень — начал строительство нового дома в Боблове.
13 декабря — рождение сына Ивана.
31 декабря — окончил статью «О возбуждении промышленного развития России».
1885, 5 января — начал участвовать в деятельности комиссии Русского технического общества по строительству нефтепровода Баку — Батум.
Начало года — начал работать над серией статей «Письма о заводах» для журнала «Новь».
1886, 13–30 мая — поездка в Баку вместе с сыном Владимиром.
Август — поездка в Баку вместе с дочерью Ольгой.
30 декабря — рождение близнецов Марии и Василия.
1887, середина года — работа над книгой «Исследование водных растворов по удельному весу».
7 августа — одиночный полет на воздушном шаре с целью исследования солнечной короны в условиях затмения.
1888, начало февраля — конец июня — несколько длительных поездок в Донецкий каменноугольный бассейн.
Ноябрь — завершил статью «Будущая сила, покоящаяся на берегах Донца».
1889, 12 мая — поездка с женой в Англию для чтения лекции в Королевском институте Великобритании и участия в Фарадеевском чтении в Английском химическом обществе.
4 июня — срочный отъезд в Россию в связи с болезнью сына Василия.
5 августа — начал сотрудничество с Министерством финансов по вопросу пересмотра общего таможенного тарифа.
15 октября — свадьба дочери Ольги с мичманом Гвардейского экипажа А. В. Трироговым.
1890, 15 марта — добровольно ушел в отставку после отказа министра просвещения принять от него петицию студентов.
29 марта — подал прошение в Главное управление по делам печати о разрешении издавать ежедневную политико-литературную и экономическую газету «Подъем», на которое получил отказ.
20 мая — возглавил разработку отечественного бездымного пороха.
7 июня — 15 июля — поездка во главе группы специалистов в Англию и Францию для изучения производства пороха.
1891, 23 января — получил легкорастворимую нитроклетчатку («пироколлодий»).
3 июня — начал работать редактором и автором технического и химического отделов Энциклопедического словаря Брокгауза и Ефрона.
8 августа — открылась Научно-техническая лаборатория Морского министерства для исследования пороха и взрывчатых веществ. Октябрь — завершил книгу «Толковый тариф».
1892, 19 ноября — назначен ученым хранителем Депо образцовых мер и весов.
1893, январь — вошел в состав комиссии по подготовке России к участию во Всемирной выставке в Чикаго.
Февраль — завершил книгу «Фабрично-заводская промышленность и торговля в России».
1 мая — составил план работ по промышленному производству бездымного пороха.
22 июня — поездка на завод П. К. Ушкова для организации промышленного производства пироколлодийного пороха.
20 ноября — предложил соорудить первый в России «опытовый бассейн».
1894, 15 января — рождение внучки Наташи, дочери Ольги Дмитриевны.
Май — поездка за границу с целью изготовления эталонов для Главной палаты мер и весов.
Начало июня — участвовал в церемонии присвоения степени доктора гражданского права Оксфордского университета.
Середина июня — возведен в степень доктора права Кембриджского университета.
1895, весна — прекратил сотрудничество с Морским министерством в области промышленного освоения универсального бездымного пороха.
Приобретение метрологического оборудования и работа над «возобновлением» старых русских эталонов.
1896, 14 января — венчание Владимира Менделеева с Варварой Лемох.
7 мая — командирован от Министерства финансов в Лондон, чтобы убедить нефтяную комиссию при палате общин в безопасности использования русского керосина.
Лето — руководил фабрично-заводской экспертной комиссией Нижегородской выставки.
1897, февраль — вышла в свет книга «Основы фабрично-заводской промышленности».
Октябрь — участвовал в выборе проекта ледокола для плавания в Северном Ледовитом океане.
26 октября — переехал с семьей в новую квартиру в доме для служащих Главной палаты мер и весов.
1898, 11 мая — составил совместно с С. О. Макаровым докладную записку министру финансов С. Ю. Витте «Об исследовании Северного Полярного океана во время пробного плавания ледокола «Ермак»».