Marie Curie, nome assumido após o casamento por Maria Sktodowska, nascida na atual capital da Polónia - à época parte do Império Russo - com o auxílio financeiro de sua irmã mudou-se já na juventude para Paris. Licenciou-se em primeiro lugar em Ciências Matemáticas e Física, na Sorbonne. Foi a primeira mulher a lecionar neste prestigiado estabelecimento de ensino. Casou-se em 1895 com Pierre Curie (de quem recebeu o apelido de família]] pelo qual é conhecida) que também era aí professor de Física. Em 1896, Henri Becquerel incentivou-a a estudar as radiações, por ele descobertas, emitidas pelos sais de urânio. Juntamente com o seu marido, Marie começou, então, a estudar os materiais radioativos, procurando novos elementos radioativos que, segundo a hipótese que os dois defendiam, deveriam existir em determinados minérios como a pechblenda (que tinha a curiosa característica de ser mais radioativa que o urânio que dela era extraído). Efetivamente, em 1898 deduziram essa explicação: haveria, com certeza, na pechblenda, algum componente de longe mais radioativo que o urânio; em 26 de Dezembro desse ano, Marie Curie anunciava a descoberta dessa nova substância à Academia de Ciências de Paris.
Após vários anos de trabalho constante, isolaram dois novos elementos químicos. O primeiro foi nomeado polônio, em referência a seu pais nativo, e o outro rádio, devido à sua intensa radiatividade.
Recebeu o Prêmio Nobel de Física, em 1903 "em reconhecimento pelos extraordinários serviços obtidos em suas investigações conjuntas sobre os fenômenos da radiação, descoberta por Henri Becquerel". Foi a primeira mulher a receber tal prêmio.
Durante a Primeira Guerra Mundial, Curie propôs o uso da radiografia móvel para o tratamento de soldados feridos. Em 1921 visitou os Estados Unidos, onde foi recebida triunfalmente. O motivo da viagem era arrecadar fundos para a pesquisa. Nos seus últimos anos foi assediada por muitos físicos e produtores de cosméticos, que usavam material radioativo sem precauções.
Foi ainda a fundadora do Instituto do Rádio, em Paris, onde se formaram cientistas de importância reconhecida. Em 1922 tornou-se membro associado livre da Academia de Medicina.
Foi a primeira pessoa a receber dois Prêmios Nobel em campos diferentes. A única outra pessoa, até hoje, foi Linus Pauling. No entanto, Marie Curie foi a única pessoa a receber dois prémios Nobel em áreas científicas.
Morreu perto de Salanches, França, em 1934 de leucemia, devido, seguramente, à exposição maciça a radiações durante o seu trabalho. Sua filha mais velha, Irène Joliot-Curie, também recebeu o Prêmio Nobel de Química, em 1935, ano seguinte da morte de Marie.
O seu livro "Radioactivité" (escrito ao longo de vários anos), publicado a título póstumo, é considerado um dos documentos fundadores dos estudos relacionados com a Radioactividade clássica.
Em 1995 seus restos mortais foram transladados para o Panteão de Paris, tornando-se a primeira mulher a ser sepultada neste local.
Durante o período da hiperinflação nos anos 90, sua efígie foi impressa nas notas de banco de 20000 zloty da sua Polônia natal.
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