Dmitri Mendeleïev est tombé amoureux de la jeune artiste Anna Popova à l'âge adulte (il avait plus de quarante ans et elle avait entre 17 et 19 ans).
Pour le bien de cette union, le scientifique a divorcé de sa première femme et ils se sont mariés en avril 1882 à Cronstadt.
Le mariage a donné naissance à quatre enfants - Lyubov (devenue l'épouse du poète Alexander Block), Ivan et les jumeaux Vasily et Maria.
Anna Ivanovna a étudié à l'école Stroganov et à l'Académie impériale des arts et a été un modèle pour le tableau "Nuit au clair de lune" d'Ivan Kramskoy (1880).
Après la mort de son mari, elle écrivit ses mémoires « Mendeleïev à la vie » (1928) et participa activement à la création et à la préservation du cabinet historique de D. J. Mendeleïev.