关于这段时期，玛丽后来说过这样几句话：“我们没有钱，没有实验室，而且没有帮助。然而，正是在这简陋破旧的棚屋里，我们度过了一生中最好、最幸福的几年，我们把精力完全奉献给了镭的研究工作。”

接着，玛丽又从几吨沥青铀矿渣中分离了几毫克钋。但是没能获得纯钋。这证明钋是一种镭射线衰变的物质，她曾以如此具有象征意义的名字命名这种不稳定的元素。她总是遗憾钋没有镭那么重要。

镭的发现，奠定了放射学的基础，由此推动了原子科学的发展。后来，镭又用在医学上，造福于人类。镭可以治愈恶性肿瘤的医疗用途为人知晓后，一些国家的科技人员计划研制这种新元素。朋友们劝居里夫妇把提炼镭的过程申请专利权。当时镭的价格约为15 万美元一克，对于生活十分艰苦的居里夫妇来说，这可以给他们带来可观的收入，但他们拒绝了。玛丽说：“镭不应当成为任何人发财致富的工具。镭是元素，它属于全世界！”居里夫妇主动将他们的研究成果无偿地公布于世，不从他们的发现中“获取物质的利益”。由于发现了镭，以及在研究放射学方面的巨大贡献，居里夫人两次荣获诺贝尔物理奖金（1903 年获诺贝尔物理学奖，1911 年获诺贝尔化学奖），被人们誉为“镭的母亲”。

居里夫妇把所有的奖金几乎都用到准备再做的实验上。而玛丽甚至连一顶新帽子都舍不得买，他们所渴求的，是一所可以进行实验的好房屋。巴黎大学的教务长曾写信给比埃尔，告诉他说，文化部长已提名给他法国荣誉勋章。在玛丽的赞同下，他回信说：“请代我向部长致谢，并请转告他，我丝毫也没有领取什么勋章的愿望，但我却迫切需要有一个实验室。”后来，居里当上了巴黎大学的教授，同时，大学也提供了一所设备完善的实验室，居里夫妇的毕生愿望实现了。玛丽曾说过：“我最强烈的愿望是要在华沙创建一个镭学研究院。”1925 年，她的夙愿也实现了。

玛丽在《比埃尔传》中写道：“不提高个人的素质，我们就不能指望建立一个更好的世界。要实现这个目标，我们中的每一个人都必须朝着各自的最高发展方向努力；同时，承担各自在人类通常生活中的责任。我们的主要义务是，有助于那些我们认为会对他们十分有益的人。”玛丽就是将自己的毕生奉献给放射性物质的科学研究上，直至生命的最后阶段。有一天，她从实验室回家时，自言自语道：“啊，我多么疲倦啊！”次日，她已经不能起床了。医生们来看她，但诊断不出她生了什么病。有点像感冒、结核、恶性贫血，但又一样都不是。1934 年7 月4 日，居里夫人死于“镭中毒”引起的恶性贫血症。长年累月的研究，使她付出了致命的代价。但她的杰出发现，为人类做出了伟大的贡献，永远闪烁着灿烂的光辉。