经人介绍，玛丽和居里认识了。在巴黎科学界，当时三十五岁的比埃尔·居里是有名的“怪面侠”，他广阔的内心世界充满了对物理学研究的无限热爱，已经有了多项发明，可是他的心里却腾不出一小块地方给某个女人。他武断地认定值得他用生命去思慕的女子还没有出世。然而，见到玛丽之后，他坠入了爱河。
他们有相似的家庭背景，都曾是索尔本大学物理学院的高材生。当居里谈起自己正在研究的令人惊奇的结晶现象时，玛丽居然能够毫不费劲就懂得，还能恰如其分地与他讨论某些要点和细节。玛丽相貌端庄，目光有神，额头饱满，略显严肃的神情中藏匿着不易察觉的温柔，居里看到她那双被实验室各种酸碱溶液损伤的手，心中涌起的全是对红颜知己的爱慕。在玛丽眼中，居里也有一种她从未见过的脱俗之美，他身材高大，气质优雅，思维缜密，神色温和，外柔内刚，很有个性，无疑是一位有独创精神的天才科学家。
此后，他们又见过几次面。
玛丽要回波兰去，很多未定因素，她只能许诺给居里一份诚挚的友情。火车开动了，居里在追赶。他说：“你没有权利放弃科学！”也许，他更想说的是：“你没有权利放弃爱情”、“你没有权利放弃我”。
两个月后，玛丽被居里一封又一封加急电报似的情书催促回了巴黎，居里捧着火红的玫瑰在站台上含情脉脉地向玛丽求婚。他只愿意给她五分钟时间来决定，她则要求他先拿出比玫瑰更有说服力的理由。她同意他所说的他们“信念一致，目标一致”，“感情不可能不一致”。
“好吧，比埃尔。”
然后，是简朴的婚礼。
然后，玛丽成为居里夫人，有了孩子。她身兼妻子、母亲和科学家三重身份。
在提炼镭的那些日子，夫妇两人日夜并肩工作。有时候都累得晕头转向，从不诉苦的居里说：“玛丽，我们选择的生活太苦了！”居里夫人说：“比埃尔……如果我们俩死了一个……剩下的一个也活不了。我们分开是不能活的，是不是呢？”
他们终于发现了镭，并获得了世界范围内的声誉。他们的事业可以更上一层楼了，但是，在1906年4月18日，过马路时心不在焉的居里惨死在一辆6吨的载货马车下。听到噩耗，居里夫人失去了知觉。她问：“他真的死了？”她不相信她由一位幸福的妻子变成了寡妇，然而，最终她只好接受了那个事实。
她活了下来，把此后的生命加倍献给了科学事业。“无论发生什么事，一个人即使成了失去灵魂的躯壳，还应该照常工作！”居里夫人的耳边经常想起比埃尔说过的这句话。
在15年后，1921年，在白宫，哈定总统称赞居里夫人为“高尚的人，忠诚的妻子，慈爱的母亲，除了她那极艰辛的工作之外，还尽到了妇女的全部天职”。
