Licenciou-se em primeiro lugarem Ciências Matemáticas e Física, na Sorbonne. Foi a primeira mulher a lecionar neste prestigiado estabelecimento de ensino
Após vários anos de trabalho constante, através da concentração de várias classes de pechblenda, isolaram dois novos elementos químicos. O primeiro foi nomeado Polónio, em homenagem à sua terra Natal, e o outro Rádio, devido à sua intensa radiação, do qual conseguiram obter em 19020,1 g.
Posteriormente partindo de oito toneladas de pechblenda, obtiveram mais gde sal de Rádio. Nunca patentearam o processo de obtenção desenvolvido. Os termos radioativo e radioatividade foram inventados pelo casal para caracterizar a energia liberada espontaneamente por este novo elemento químico.