Rencana utama: Sejarah jadual berkala

Jadual awal dibentuk tanpa pengetahuan mengenai struktur dalaman atom: jika seseorang mengatur unsur menurut jisim atom (atomic mass), dan kemudian melakar ciri-ciri lain tertentu menurut jisim atom, akan kelihatan alunan atau perkalaan kepada ciri-ciri tersebut sebagai fungsi jisim atom.

Orang pertama menyedari kesamaan ini adalak ahli kimia Jerman Johann Wolfgang Döbereiner, yang pada 1829, menyedari beberapa triad unsur yang serupa:

Ini diikuti oleh ahli kimia Inggeris John Alexander Reina Newlands, yang menyedari pada tahun 1865 bahawa unsur yang jenisnya serupa akan berulang setiap lapan kali. Dia menyamakannya dengan oktaf muzik, namun hukum oktafnya telah ditertawakan oleh saintis sezaman dengannya. Akhirnya, pada tahun 1869, Lothar Meyer dari Jerman dan ahli kimia Rusia Dmitry Ivanovich Mendeleev membangunkan jadual berkala hampir pada masa yang sama, dengan menyusun unsur mengikut jisim. Bagaimanapun, Mendeleev meletakkan beberapa unsur luar daripada urutan jisim yang ketat supaya dapat memadankan cirinya dengan ciri 'jirannya' dengan lebih sesuai, membetulkan ralat dalam nilai beberapa jisim atomik, dan meramalkan kewujudan beberapa unsur baru serta ciri-cirinya dalam sel-sel kosong dalam jadualnya. Mendeleev kemudiannya dibuktikan benar dengan penemuan struktur elektronik dalam unsur pada akhir abad ke-19 dan ke-20.