Особенно своеобразным было отношение Бертло к атомно-молекулярной теории. В то время почти все химики восприняли идеи Канниццаро, провозглашенные им на конгрессе в Карлсруэ. Бертло же долгие годы отвергал реальность атомов и продолжал использовать эквиваленты, введенные Дальтоном. Он упорно отказывался воспринимать структурную теорию. Но в год своего 50-летия Бертло изменил свою точку зрения на атомно-молекулярную теорию и начал писать формулы так, как писали их уже больше 30 лет ученые всего мира. Он нашел в себе волю отречься от своих старых взглядов и воспринять то, что еще вчера он с недоверием обходил стороной. В одном из своих писем к Ле Шателье он писал:
«Главное достоинство ученого не в том, чтобы пытаться доказать непогрешимость своих мнений, а в том, чтобы суметь отказаться от всякого воззрения, представляющегося недоказанным, от всякого опыта, оказывающегося ошибочным».
Весть о внезапной смерти любимого внука глубоко потрясла ученого. После смерти старшей дочери Софи и Марселей Бертло перенесли свою любовь на ее единственного сына. Девятнадцатилетний юноша избрал военную карьеру и уехал в Индикт. Возвращаясь в отпуск на родину, он погиб в железнодорожной, катастрофе.
Госпожа Бертло после этого несчастья долго и тяжело болела…
— Что будет с мужем, когда я умру? — Эта мысль мучила Софи. — Он не перенесет моей смерти.
Тревога ее была не напрасной. Бертло не смог пережить страшной потери. День смерти жены стал и его последним днем.
Весть о смерти Софи и Марселена Бертло облетела всю Францию. Правительство объявило об организации торжественных гражданских похорон знаменитого французского ученого, великого гражданина и мыслителя Марселена Бертло. Депутаты парламента единодушно одобрили решение похоронить Бертло в Пантеоне, но весть об этом решении правительства встревожила детей Бертло. Ведь это означало, что отец будет навсегда разлучен с их матерью, а никто не имел права разлучать их и после смерти. Общественное мнение страны поддержало желание детей Бертло. Правительство заново пересмотрело свое решение, и на траурном заседании парламента 23 марта было объявлено: «Захоронить Марселена Бертло и мадам Бертло в Пантеоне».
Траурная процессия медленно двигалась к величественному зданию Пантеона. Проститься с великим ученым пришли президент республики, министры и депутаты, делегации со всех концов мира и десятки тысяч французов. Состоялись лишь гражданские похороны, без участия церкви — ученый Бертло был атеистом. Орудийными залпами Франция отдавала последние почести своему великому сыну.
