Вести сына по такому пути Бутлерову-отцу было нетрудно: ребенок отличался живостью характера, хорошим здоровьем, прекрасной памятью и явными способностями. Он легко усваивал первоначальные сведения, которые получал от отца, а Михаил Васильевич был человек наблюдательный и памятливый, он много видел и много знал, а главное — умел показывать каждый предмет с какой-то новой и неожиданной стороны, возбуждая любопытство сына и привлекая его внимание к самым на первый взгляд обычным вещам. Присев отдохнуть у замшелого пня столетнего дерева, он мог превратить его и в кафедру лесотехники и в наглядное пособие для изучения жизни и нравов притаившихся в подгнившей коре муравьев.

Восьми лет мальчика отправили в Казань, в пансион Топорнина, который подготовлял своих воспитанников к поступлению в гимназию.

В пансионе маленький Бутлеров оказался по своему развитию не только на голову выше товарищей, но и выделялся из их среды особенностями своего характера.

Лишившись рано матери, мальчик обожал отца и стремился во всем ему подражать. Это наложило печать на индивидуальность ребенка. Маленький Бутлеров был пытлив, предприимчив, самостоятелен, умел настойчиво преодолевать препятствия. С детства он отличался аккуратностью.

Приводить все вокруг себя в порядок было для него не обязанностью, а внутренней потребностью, удовлетворение которой доставляло ему удовольствие. Должно быть, той же потребностью объяснялось и его непреоборимое стремление доводить всякое дело до конца, до раскрытия всех подробностей, сокровенных и потому самых интересных.

Предоставленный в пансионе самому себе, мальчик, привыкший к самостоятельности, с увлечением погрузился в доступные ему развлечения. Как раз в это время Казанский университет, руководимый Лобачевским, обзавелся новой химической лабораторией. Эта лаборатория, предоставив материальную базу для экспериментов и научно-исследовательских работ по химии, подняла химию в Казанском университете на ту высоту, которая впоследствии создала ему славу «колыбели русской химии».