В то время мысли Менделеева обращены не только к Уралу и Сибири, но и к Крайнему Северу. Он горячо поддержал инициативу адмирала С. О. Макарова построить первый в мире ледокол «Ермак», способный форсировать тяжелые льды, а потом загорелся идеей прорезать на нем Северный полюс и спуститься на Дальний Восток к Сахалину. Изложив в 1901 году министру финансов С. Ю. Витте, с которым тогда находился в хороших отношениях, проект и цели экспедиции, Менделеев пишет в докладной записке: «Завоевав себе научное имя, на старости лет я не страшусь его посрамить, пускаясь в страны Северного полюса, и если обращаюсь к Вам с откровенным выражением своих мыслей, то лишь в той уверенности, что Вы достаточно знаете меня как естествоиспытателя, чуждого мечтательности». В подтверждение того, как ему важны личные наблюдения, Менделеев вспоминает свой полет на воздушном шаре «Русский» вдень солнечного затмения 8 августа 1887 года. В Арктику, правда, отправиться не пришлось: помешали разногласия с Макаровым, считавшим, что к Сахалину нужно плыть не через полюс, а вдоль побережья. Однако с идеей освоения Северного Ледовитого океана Дмитрий Иванович не распрощался, считая, что «около тех льдов немало и золота и всякого иного добра, своя Америка». Сохранились черновики с вычислениями и проектами нового корабля для плавания в ледовых широтах. Менделеев предлагал особое ледорубильное устройство у носа судна, а для борьбы со льдами — применение оксиликвита (смеси жидкого кислорода с органическими поглотителями).
«Если бы хоть десятая доля того, что потеряно при Цусиме, была затрачена на достижение полюса, эскадра наша, вероятно, пришла бы во Владивосток, минуя и Немецкое море и Цусиму», — с горечью писал Менделеев, переживая неудачи России в войне с Японией в 1904–1905 годах.
«Мне уже поздно воевать, глядя в могилу, но в виду ее еще есть довольно сил, чтобы говорить об устройстве внутреннего быта, для чего и пишутся мои “Заветные мысли”, и я полагаю, что чем проще, откровеннее и сознательнее станут русские речи, тем бодрее будут наши шаги вперед, тем дольше будут длиться мирные промежутки между оборонительными войнами, нам предстоящими, тем меньше на Западе, Востоке и Юге будут кичиться перед нами и тем более выиграет наше внутреннее единство…» Это цитата из «Заветных мыслей» — книги, в которой слепнущий ученый, чувствующий, что смерть не за горами, спешил поделиться с соотечественниками тем, что было в прямом смысле выстрадано, что обдумывалось и переживалось многие годы. «Заветные мысли» выходили четырьмя отдельными выпусками в 1903–1906 годах в типолитографии М. П. Фроловой.
«Твой папа вот какой: он давно ВСЕ знает, что бывает на свете. Во все проник. Не укрывается от него ничего. Его знание самое полное. Оно происходит от гениальности, у простых людей такого не бывает. У него нет никаких “убеждений” (консерватизм, либерализм и т. д.). У него есть все. Такое впечатление он и производит», — писал 15 мая 1903 года поэт Александр Блок своей невесте Любе Менделеевой (Прекрасной Даме) незадолго до их свадьбы. Слово «всё» подчеркнуто Блоком трижды. Если цитировать это письмо дальше, то становится ясным, что оно не только комплиментарно по отношению к будущему тестю, но и выражает некоторое раздражение: неспокойно и тяжело рядом с человеком, который сам страдает от груза всепознания («Твоя мама страдает, между прочим, и от этого…», «Дай Бог, чтобы мама поправилась нервами летом…»). Тут ничего не поделаешь: рядом с великими людьми их близким, как правило, нелегко.