居里夫人生于华沙，她的父亲是一所华沙高等学校的物理学教授。深受父亲的影响，她从小就对科学实验有浓厚的兴趣。
当时，居里夫人注意到了法国物理学家贝克勒尔的研究工作。自从伦琴发现射线之后，贝克勒尔在检查一种稀有的矿物质“铀盐”时，又发现了一种“铀射线”。这种射线，引起了居里夫人极大的兴趣。当时，还没有人知道，射线放射出来的力量是从哪里来的。居里夫人决心闯进这个研究领域。
在丈夫皮埃尔的帮助下，居里夫人在学校里得到了一间潮湿的小屋作为理化实验室。那间小屋，不但光线黯淡，而且冬冷夏热，条件极为简陋。然后，居里夫人不顾这一切，全身心地投入到“铀盐”的研究中去了。
居里夫人根据门捷列夫的元素周期律，她对化学元素一一进行测定，很快就发现了另外一种钍元素的化合物，能自动发出射线，与铀射线相似，强度也相像。她意识到，这种现象绝对不只是铀的特性，必须给它起一个新名称，于是，居里夫人叫它“放射性”。铀、钍等有这种特殊“放射”功能的物质，被叫做“放射性元素”。
一天，居里夫人又想到，矿物质是否也具有放射性呢？于是，在皮埃尔的帮助下，她又连续几天测定能够收集到的所有矿物。最后，她发现了一种沥青铀矿有很强的放射性。
经过继续研究，居里夫人确信，这种沥青铀矿中铀和钍的含量，不可能具有如此巨大的放射性。在沥青铀矿中，一定还含有别的放射性元素。她对元素周期表中所有的元素都进行了测试后，最后确定，在沥青铀矿中，一定含有一种新的未知元素。她决心要找到这种元素。
居里夫人和丈夫皮埃尔一起开始了对这种元素的艰苦的寻找工作。在潮湿的工作室里，他们夜以继日地攻关，最后，于１８９８年７月，他们终于宣布发现了这种新元素，这种元素，比铀的放射性还要强四百倍，为了纪念祖国波兰，他们将它命名为“钋”。“钋”的发现，并没有中止他们的实验，又过了几个月，他们又发现了一种比钋的放射性更强的元素，这就是“镭”。
为了提炼出镭，居里夫妇克服了人们难以想象的困难，辛勤地奋斗。他们从１８９８年一直工作到１９０２年，经过了几万次的提炼，处理了几十吨的矿石残渣，终于提炼出了０１克的“镭盐”。从此，镭宣告诞生了！镭元素的诞生，促使全世界都开始关注元素的放射性现象，在科学界爆发了一次真正的革命。
１９０３年，居里夫妇荣获诺贝尔物理学奖。