Бастапқы білімді Топорнин жеке пансионында — 1-ші Қазан гимназиясының француз тілі мұғалімінен алды, содан кейін сол гимназиясының 1842 жылы Грузия көшесіндегі (қазір Карл Маркс) Топорнин пансионы, өрттен аса зардап шеккеннен соң жабылды, ал Бутлеровтың әкесі өзі қаржыландыратын 1 Қазан мектебіне ұлын анықтау туралы шешім қабылдады, оқушысы - 6-шы, соңғы классқа қабылданды. Алайда гимназия мұрағатында, Бутлеровтың cыныптастарының гимназияның аяқтағаны туралы аттестаттардың немесе куәліктің көшірмесі жоқ; шамасы заңды түрде гимназияны бітірген емес, орта білім беру туралы куәлікті іс жүзінде алған. Сондықтан директор Н. Галкиннің университет ректорына Н. И. Лобачевскийге, Бутлеров мұнда сұратқан хатында: «…студенттерді қабылдау кезінде, 1 және 2-ші Қазан гимназиясының студенттерімен бірге, Подполковник Бутлеровтың ұлы менің туысымды, Александр Бутлеровты емтиханға мүмкіндік беріңіз ».
