Напряженная совместная работа привела к блестящему результату: Кюри открыли полоний, а затем радий.

В 1899-1900 годах Пьер и Мария устанавливают, что лучи испускаемые радием принадлежат к трем различным категориям: альфа, бета и гамма лучи.

С 1900 по 1906 год идет работа по выделению чистых солей радия. Мария и Пьер делают открытие физиологического воздействия радия на организм. Начинается промышленное производство радия. Радий делается предметом исследования крупнейших ученых мира. В 1903 году Пьеру, Марии Кюри и Анри Беккерелю присуждается Нобелевская премия. Также присуждаются медали Деви Лондонским Королевским обществом.

В 1906 году, прожив 47 лет, едва получив благоприятные условия для научной работы, Пьер Кюри погибает в результате несчастного случая на улице. По поводу гибели великого ученого объявляется национальный траур.

Несмотря на короткий период своей исследовательской деятельности, Кюри оставил большое научное наследие. Его труды, собранные в одном томе занимают 600 страниц. Если пользоваться современной классификацией, то можно сказать, что работы Кюри обогатили и кристаллографию, и физику, и медицину (если не биологию в целом) .

После гибели мужа Мария Кюри продолжает исследования прерванные смертью Пьера. Она преподает в Сорбонне и Севре. Мария создает и читает первый и единственный курс лекций по радиоактивности. Также она редактирует и выпускает в свет “Труды Пьера Кюри” . В 1906 году Мария Кюри назначается профессором факультета естествознания Сорбонны - впервые в истории французской высшей школы женщина получает профессорскую кафедру.

В 1911 году Марии Кюри присуждают Нобелевскую премию по химии. Большое открытие, мировая известность, 2 премии Нобеля вызывают у многих современников удивление личностью Мари, а у многих других завистливое и враждебное чувство. И злобный шквал внезапно налетает на Мари, стремясь ее уничтожить. Ей ставили в упрек происхождение: называли то полькой, то русской, то еврейкой, вообще иностранкой, явившейся в Париж с целью нечистым способом захватить высокое положение. Но, всякий раз, когда дарования Марии Кюри приносили честь науке, ее осыпали небывалыми похвалами, и в тех же газетах ее называли “посланницей Франции” , “чистейшей представительницей французского гения” , “национальной славой” . Однако и в этом случае замалчивали ее польское происхождение, которым она гордилась.

В 1911 году 29 декабря Мария Кюри серьезно заболевает. Ее оперирует известный хирург Шарль Вальтер. Тем не менее ее здоровье остается подорванным надолго.

В 1914 году открывается институт радия с двумя отделениями: радиоактивной лабораторией под руководством Марии Кюри и лабораторией биологических исследований и радиотерапии, где крупный ученый-медик профессор Клод Рего организует изучение рака, а также лечение больных. В этом же году начинается война. На средства Союза женщин Франции Мария создает первый “радиологический автомобиль” . В обыкновенном автомобиле Мария размещает рентгеновский аппарат и динамо. Которое приводится в действие автомобильным мотором и дает необходимый ток. С августа 1914 года эта передвижная станция объезжает госпиталь за госпиталем. Во время битвы на Марне одна эта установка дает возможность обследовать всех раненых, эвакуированных в Париж. За период с 1914 по 1918 год Мария Кюри создает 200 передвижных и постоянных рентгеновских установок.

С 1919 года по 1934 год Мария Кюри продолжает свои исследования в институте радия. Она с триумфом посещает заграницу, активно занимается общественной деятельностью, участвует в создании института радия в Варшаве.