Кабинет Д.И.Менделеева размещен в той комнате квартиры, в которой он располагался при жизни ученого. Д.И.Менделеев переехал из университетской квартиры в 1890 году, и сведений об обстановке его кабинета периода 1866- 1890 гг. имеется мало, поэтому в музее пришлось восстановить обстановку домашнего кабинета Д.И. Менделеева при Главной палате мер и весов. При восстановлении кабинета были использованы фотографии, сделанные сотрудником Д.И.Менделеева Ф.И.Блюмбахом в 1903 г. Таким образом, входя в кабинет, посетитель музея может составить себе достаточно ясное представление о той обстановке, в которой работал великий ученый. В центре мемориального кабинета - письменный стол с вещами, которыми пользовался Менделеев во время работы: перо, очки, пресс-папье, линейки. И главное, на что обращает внимание каждый входящий в кабинет, - это обширная библиотека.