Mendeleevbreen er en isbre i Hoelfjella Dronning Maud Land. Den er om lag 12 kilometer lang og strømmer i nordøstlig retning gjennom de nordlige delene av Payerfjella.
Breen ble kartlagt av sovjetiske kartografer basert på undersøkelser og flyfotografering gjennomført av en sovjetisk ekspedisjon i 1960–61. Den er navngitt etter den russiske kjemikeren Dmitrij Mendelejev (1834–1907).