«…Кроме умения расчленить ряд процессов в картину последовательного исследования веществ, надо было уметь научиться: приборам, руке, экономии места и времени, да и поправкам на портящиеся реактивы, которыми пользовались; из всего вытекал ряд конкретных узнаний: качественного анализа не проходили, проделывали его сами. Каждый должен был проделать до сорока, не менее, задач на определенье металлов и металлоидов. Задача получалась от лаборанта; ему ж и сдавалась. Два раза Зелинский давал сам задачу (каждому из студентов): одну на металлоиды, другую на металлы и металлоиды; сам обставлял смесь, передавая ее студенту; определив ее, студент шел в молчаливейший кабинет, обставленный тканью приборов, где работал профессор со своим ассистентом; здесь студент и давал подробнейший отчет: что нашел, как искал; по форме это была непринужденная и скорее дружеская беседа с профессором, мягко идущим навстречу, готовым помочь; как-то не замечалось: у всякого другого профессора это был бы свирепый экзамен; а у Зелинского экзамен не казался экзаменом оттого, что студент в уровне знания и уменья понять стоял выше уровня требований по другим предметам; и мягкий профессор системою постановки работ крутовато подвинчивал: ведь бросали ж другие предметы для лаборатории; сорок задач, под бременем которых в другом случае восстанали бы мы, проходили цветистою лентой весьма интересных заданий с сюрпризами, устраиваемыми веществами; только, бывало, и слышалось: „Черт… Я прилил соляной, а он не растворился… Я в него всыпал, знаешь ли…“ Или: „Нагнулся я под вытяжной шкаф, а меня как ударит в нос горькими миндалями…“
Он выжимал из нас знание, а мы не вызубривали; готовиться к экзамену у него нам порою казалось нелепостью: готовились в лаборатории, в ежедневных буднях, которыми с мягкой настойчивостью обставлял он нас всех; принужденья ж не чувствовали; химию знали лучше других предметов; если бы другие профессора умели присаживать так к прохожденью предмета, то средний уровень знаний повысился бы. Строгий, мягкий, приятный, нелицеприятный, высоко державший преподавание, – таким видится Николай Дмитриевич. Он был красив тишайшей научной думой: и внешним образом производил приятное впечатление: правильные черты лица, очень сдержанные манеры, безукоризненная серая или желтоватая, чисто сшитая пара; кругом настоящими охальниками и выглядывали, и выскакивали студенты, на него натыкаясь; чумазые, разъерошенные лаборанты, черт знает в чем, с прожженными пиджаками, с носами какого-то сизо-розового оттенка (от едких запахов) его окружали; он, тоже работающий, поражал чистотою, опрятностью и неспешкой инспекторского прохода по комнатам; являясь на лекцию, тихим и мягко приятнейшим баритоном с грудным придыханием певуче вытягивал на доске «альдегидные» цепи свои; так же тихо он объяснялся с тем, с этим. Зоркость и знание мелочей, составляющих лабораторную жизнь, внушали не страх, а невольное уважение перед хозяином лаборатории, тихо пересекавшим ее во всех направлениях. Изредка он устраивал трюки; даст вовсе бесцветный раствор: решаешь, решаешь, – и нет ничего.
– Что нашли?
– Ничего не нашел.
– Как ничего?
– Ничего.
– Позвольте, да что же у вас в колбе?
– Вода!
– А разве вода ничто?.».
В 1911 году Зелинский, вместе с другими известными учеными, протестуя против политики министра народного просвещения Л. А. Кассо, покинул Московский университет и уехал в столицу. К сожалению, в Петербурге ему не удалось получить место профессора в высшем учебном заведении. Пришлось работать в примитивно оборудованной лаборатории Министерства финансов, без нужной аппаратуры, без квалифицированных сотрудников. Тем не менее, даже в такой лаборатории Зелинский сумел сделать значительные работы. Например, вместе с В. С. Садиковым, он разработал совершенно новый способ мягкого гидролиза белков.
Когда в 1915 году немецкие войска впервые применили на театре военных действий химическое отравляющее оружие, Зелинский создал фильтр, защищающий людей от таких боевых веществ. Угольная противогазовая маска Зелинского спасла жизни многим солдатам.
В 1917 году Зелинский вернулся в Московский университет.
В лаборатории университета он разработал способы ароматизации и крекинга солярового масла, имевшегося в больших количествах на нефтеперерабатывающих заводах Средней и Нижней Волги; исследовал мазут, сапропель и волжский горючий сланец. Одновременно продолжил научные работы, начатые еще до революции, и много времени уделял организаторской деятельности. Он, например, был одним из создателей Всесоюзного химического общества имени Д. И. Менделеева, а в 1935 году активно участвовал в организации Института органической химии Академии наук СССР.
С 1935 года Зелинский – президент, а с 1941 – почетный член Московского общества испытателей природы.