1896年，法兰西共和国物理学家贝克勒尔发表了一篇工作报告，报告里的相关发现吸引了居里夫人，居里夫人决心揭开它的秘密。1897年，居里夫人选定了自己的研究课题——对放射性物质的研究，随后就发现了放射性元素镭，并奠定了现代放射化学的基础，为人类做出了伟大的贡献。
在居里夫妇发现镭元素之前，人们刚刚知道有一种稀有金属叫做铀，能发出具有穿透能力的射线，这就是X射线。居里夫人知道这个消息后，马上想到也许还有别的物质也具有类似铀的放射能力。为了证实这种猜想，他们开始做实验。
居里夫妇有一个用储藏室改造成的小实验室，这间实验室没有地板，冬天冷夏天热，屋子里只有一个坏了烟囱的火炉子、四张长短不齐的凳子和一块破旧的黑板。他们就在这间实验室开始了艰苦的工作。
玛丽用仪器观测一种沥青铀矿，她认为里面还含有另外一种放射能力较强的元素，这是人们尚未发现的新元素。她和丈夫决定要把这种元素找出来，他们先把这种新元素称作“镭”要证实镭的存在，就要从沥青铀矿中把它提炼出来。为了节省费用，他们没有购买昂贵的沥青铀矿，只是购买了大量提炼过铀的沥青铀矿的残渣。在院子里设有专门的提炼设备，但是夏天要顶着烈日，冬天又冻得发僵。如果遇到大雨，两个人又要手忙脚乱地把机器往屋里搬。
玛丽和她的丈夫全身心投入到了工作中。他们每天穿着沾满灰土、染着各种液体的工作服，守着锅中沸腾的矿物，不停地用手中的铁棍搅动。煤烟和有毒的气体刺激着他们的眼睛和嗓子，使他们十分难受。这种工作艰苦单调，就这样，一年、两年、三年地持续下去，镭还是没有出现。
因为太艰苦，丈夫想暂时停止工作，可是居里夫人说：“不，我决不会放弃，相信我们一定会成功的!”他们想像着镭会有一种美丽的颜色，工作累了他们就会坐在一起聊聊这种新元素镭，这让他们激动而兴奋。
终于有一天，玛丽和彼埃尔日思月想的镭出现了。
那天晚上，他们回到家中后迟迟不能人睡。居里夫人的心里尤其感到一种不安定，她便站起来拉着丈夫说：“走，我们到那里去好吗?”
“那里”就是他们的实验室。他们趁着月色急急地往实验室赶去，仿佛听见镭在轻轻呼唤他们。
夫妇两人沿着街道，走过工厂、空地，走过一片住宅区，最后走进了他们的小小的实验室。
门被打开后，玛丽轻轻地说：“亲爱的，别点灯!我们不是希望镭有美丽的颜色吗?”彼埃尔点点头，“那好，让我们来看看。”
屋子里一片黑暗，在黑暗中若有若无地闪烁着一种荧火似的蓝光，它在黑暗中跳跃着，像是夜晚的一只萤火虫。玛丽望着这美丽的蓝光，激动得握紧彼埃尔的手。她知道他们成功了，这种美丽的光就是神秘元素镭发出的光。
经过四年的时间，居里夫妇战胜了艰难困苦，证实了镭元素的存在。很多科学家原本不相信镭的存在，现在在事实面前不得不承认了。他们对居里夫妇表示敬佩。
玛丽·居里（Marie Curie，1867年11月7日—1934年7月4日），出生于华沙，世称“居里夫人”，全名玛丽亚·斯克沃多夫斯卡·居里（Maria Skłodowska Curie），法国著名波兰裔科学家、物理学家、化学家。
1903年，居里夫妇和贝克勒尔由于对放射性的研究而共同获得诺贝尔物理学奖，1911年，因发现元素钋和镭再次获得诺贝尔化学奖，因而成为世界上第一个两获诺贝尔奖的人。居里夫人的成就包括开创了放射性理论、发明分离放射性同位素技术、发现两种新元素钋和镭。
在她的指导下，人们第一次将放射性同位素用于治疗癌症。由于长期接触放射性物质，居里夫人于1934年7月3日因恶性白血病逝世。