La infancia de esta gran científica transcurrió en Varsovia, en el seno de una familia de maestros, donde era la menor de cinco hermanos. Su padre, al igual que su abuelo, era profesor de Física y Matemáticas y su madre también se dedicaba a la docencia.
Desde niña, mostró gran interés y capacidad para estudiar. Su sueño era hacer una carrera universitaria, algo impensable para una mujer en Polonia en aquella época.
El fallecimiento de su madre y de su hermana mayor afectó mucho a Marie pero aún así no abandonó su idea de estudiar.
Con los ahorros obtenidos trabajando como institutriz, en 1891 se instala en París y se matricula en la Facultad de Ciencias Naturales y Matemáticas de la Universidad de La Sorbona, licenciándose en 1893 en Física y un año después en Matemáticas.
Ese mismo año conoce al que será su marido, y compañero en sus investigaciones, Pierre Curie. Juntos comienzan a investigar materiales radiactivos y en 1898 descubren dos elementos nuevos que llamarán Polonio y Radio y llegan a la conclusión de que la radioactividad reside en los átomos del elemento.
Su generosa vocación científica les llevó a la renuncia de patentar sus descubrimientos, lo cual les hubiese beneficiado económicamente, puesto que consideraban que eran patrimonio de la humanidad.
Aunque Pierre falleció diez años después de estar casados, ella continuó sus investigaciones. Le fue concedida la Cátedra que había ocupado su marido y su pasión por la ciencia no se vería mermada nunca.
Su sentido generoso de la vida y de la ciencia la llevó, junto con su hija mayor Irene Joliot Curie, a establecer un servicio radiológico portátil durante la Primera Guerra Mundial, transportando ellas mismas los equipos para hacer radiografías a los heridos.
También sus tres visitas a España, en especial la última a la Residencia de Estudiantes en 1933, justo un año antes de su fallecimiento.