办公室位于德·伊·门捷列夫公寓的房间内，那里是这位科学家生前的住所。德米特里·伊万诺维奇·门捷列夫于1890年搬出了他的大学公寓，并且几乎没有关于1866-1890年他办公室摆设的信息，因此博物馆不得不按照度量衡分庭来恢复德·伊·门捷列夫家庭办公室的摆设，这个过程使用了德·伊·门捷列夫同事费·伊·勃留姆巴霍姆在1903年拍摄的办公室的照片。这样一来，进入办公室，博物馆的参观者们就可以对这位伟大的科学家工作的环境形成相当清晰的概念。
特别有价值的是德·伊·门捷列夫的私人图书馆，这些书籍是他在整个科学活动中收集而来，它们反映了他的科学、社会政治和美学兴趣的多样性。这个图书馆与其他图书馆不同的是，它有许多特点，首先它是一个经过严格设计的书籍、印刷品、文章、剪报、视觉材料的安排和储存系统。大部分书卷都是由德·伊·门捷列夫亲自来编号，并根据他的指示装订成册——合集，装订的书脊上注明了该卷文章的一般主题、出版年份，根据目录的卷号和“德·门捷列夫”的首字母。门捷列夫图书馆的另一个显着特征是其卷中存在手写材料。有几卷专门包含手稿，这些手稿都是关于特定主题的文献摘录，也是科学家自己的笔记。德·伊·门捷列夫收到了许多
和文章作为礼物，上面还有俄罗斯和外国著名学者的赠言和签字。
元素周期表的第一个版本，如档案材料的研究所示，是在1869年2月。有三个已知的手稿与表格的主要版本，日期为1869年2月17日。其中一份非常重要的文件是完整的定期系统的草稿，上面有注释，表明这份手稿直接用于在印刷厂打字，该印刷厂于1869年3月1日（按新样式）发给许多俄罗斯和外国的化学家们。
档案和图书馆的文件以及同时代人的回忆录证明了这位伟大的科学家对文学和艺术的热爱。德·伊·门捷列夫是美术学院的正式成员，学院理事会成员，艺术展览的常客，许多著名艺术家的亲密朋友。他参加了巡回展览画派一些展览的组织活动，参加艺术讨论会和文艺晚会。在19世纪80年代，科学家、艺术家和文化人物聚集在德·伊·门捷列夫大学公寓聚会成为传统，被称为“门捷列夫环境”。展览展示了一张桌布，客人在上面留下了他们的签名，然后德米特里·伊万诺维奇的妻子和女儿用彩色线绣上了这些签名。
1911年12月21日，德·伊·门捷列夫办公室（博物馆最初的名字）成立以及开放。办公室更像一个存放各种门捷列夫文件和物品的仓库，而不是一个完全意义上的博物馆。 1934年，为了筹备这位科学家100周年诞辰，门捷列夫办公室补充了新的展品，并作为博物馆开放。德米特里·伊万诺维奇的儿子伊万·德米特里耶维奇·门捷列夫积极参与了筹备工作。
伟大卫国战争只是短暂地打断了博物馆的工作。从撤离回来后，这位科学家的小女儿玛利亚·德米特利耶夫娜·门姐列娃立即开始了档案的整理以及博物馆系统化的工作。研究这位科学家遗产的新阶段始于1952年7月22日，当时通过了斯大林签署的苏联部长理事会关于将与科学家生活和工作有关的所有材料集中在门捷列夫博物馆档案中的决议。此外，该博物馆在20世纪50年代初进行了扩建。博物馆还得到了一些以前属于门捷列夫公寓和他的实验室的房间。博物馆也收回了这位科学家在圣彼得堡大学担任教授时的工作室所在的房间。 早在1956年，博物馆就向公众开放。展览位于七个大厅内。20世纪80年代后半期，故居博物馆进行了重改和扩建。它以新面貌于1993年春天开始工作。
故居博物馆的馆藏包括德·伊·门捷列夫的个人物品，这位科学家公寓里的纪念家具，德·伊·门捷列夫的画像，伊·尼·卡拉姆斯柯依、尼·亚·亚罗申科、安·伊·门捷列耶娃（波波娃）的画笔，德·伊·门捷列夫父亲和母亲的画像，门捷列夫家族亲人和朋友的画像等等。
博物馆收藏的一个重要部分是德·伊·门捷列夫的科学档案——这位科学家的手稿，信件，工作草图，日记，笔记本。目前，这是与他的生活和工作有关的文件最大的集合。
博物馆值得注意的藏品还有德·伊·门捷列夫的艺术收藏品。收集画作及复制品是这位科学家最喜欢的消遣。所有都被仔细地系统化分类，每个复制品都制有一个摘要。该部分档案还包括大量的摄影文件和德·伊·门捷列夫的荣誉证书，他将它们收集在特殊的集子中。
占有特殊地位的是馆藏中德·伊·门捷列夫的作品集，这是由作者亲自制作，其中包含了他的一些手稿，肖像和画稿。
博物馆馆藏的一个特殊部分是这位科学家的科学仪器，其中大部分是根据他的原始设计创建的。在他的整个科学活动中，德·伊·门捷列夫非常关注精确测量的问题。在1892年，他接受了财政部长谢·尤·维特的提议，在圣彼得堡领导“模范度量衡仓库”的创建。而在1893年，在这位科学家的倡议下，该机构已转变为“计量总商会”，其任务广泛，包括建立俄罗斯标准体系，在俄罗斯组织计量服务，并在计量领域进行科学研究。最令人感兴趣的是德·伊·门捷列夫发明的差分气压计，它用于测量压力差。这种装置与当时使用的通常笨重的装置不同，体积非常小，既可用于实验室研究，也可用于田野工作。
每年约有5000人参观博物馆—其中包括著名的政治家（中国国家主席习近平，法国总统雅克·希拉克，格·亚·雅夫林斯基，格·尼·谢列兹涅夫），学者（诺贝尔奖获得者：伊·普里戈仁，列·波灵，格·西博格；院士：彼·莱·卡皮查，弗·亚·佛克，巴·吉·萨尔基索夫，维·约·戈利丹斯基）等等。