Kiedy w 1898 roku, wspólnie ze swoim mężem, odkrywa nowy pierwiastek promieniotwórczy, nazywa go na cześć swojej ojczyzny polonem. Polska jest wtedy pod zaborami, a Maria Curie-Skłodowska, która przed kilkoma laty wyjechała na studia do Paryża, bo rosyjski uniwersytet w Warszawie nie przyjmował kobiet, prowadzi teraz z mężem badania nad promieniotwórczością. Do ich największych osiągnięć zaliczyć też można odkrycie radu (w tym samym roku, co odkrycie polonu).
W 1903 r. otrzymają wspólnie Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki. Trzy lata później umiera Pierre Currie, a jego żona Maria obejmuje po nim katedrę fizyki na Sorbonie. Polsko-francuska naukowiec kontynuuje badania nad metodami otrzymywania substancji promieniotwórczych i metodami pomiarów ich aktywności i za tę działalność otrzymuje drugą Nagrodę Nobla, tym razem w dziedzinie chemii.
Inicjuje powstanie Instytutu Radowego w Paryżu. W czasie I wojny światowej organizuje służbę radiologiczną dla szpitali wojskowych. Do końca wojny wyszkoli 150 laborantek radiologicznych. W 1931 r. uczestniczy w otwarciu placówki naukowo-leczniczej Instytutu Radowego w Warszawie. Utrzymuje ścisłe związki z Polską. Stypendyści znad Wisły pracują w jej laboratorium w Paryżu, a ona dodatkowo kieruje zdalnie Pracownią Radiologiczną im. Mirosława Kernbauma Towarzystwa Naukowego Warszawskiego.
Badaczka umiera w 1934 r. w wyniku anemii złośliwej wywołanej nazbyt wysokimi dawkami promieniowania. Spoczywa wraz z mężem w paryskim Panteonie. Albert Einstein, z którym utrzymywała towarzyskie stosunku, napisał po jej śmierci, że była jedynym niezepsutym przez sławę człowiekiem, jakiego przyszło mu poznać. 7 listopada przypada 155 rocznica urodzin podwójnej noblistki.
