由於誌趣相投、相互敬慕，瑪麗和皮埃爾之間的友誼發展成愛情。1895年他們結為伉儷，婚禮議程極其簡單，結婚用品除了兩輛自行車外，別無他物，而蜜月旅行便是騎車郊遊。在短暫的十一年的婚姻生活中，他們始終相濡以沫，在極端艱苦的條件下，發現並提煉了釙和鐳，雙雙獲得諾貝爾物理學獎，成就了科學史上的一段佳話。這是何等質樸而動人的愛情啊！
他們的婚姻揭示了夫妻結合的最高意義——家庭與事業的和諧統一。誌同道合路上，知己相遇，知音相逢，從此患難與共，風雨同生，直麵苦難之現實，共締浪漫事業與愛情，故愛情的成功促成了科研。他們的相戀是那麼的奇特：一場“純學術”的談話讓他們互生好感；簡陋的小閣樓成了他們探討學術問題兼約會的場所；居裏先生將自己的學術著作作為定情之物；最終，“科學”這個共同理想，把兩個天才溶化在了一起。
或許在愛情觀上人各有誌，更何況這樣的“天作之和”亦是可遇而不可求的。但他們的故事至少給了我們一些信心，確切地說，是一種信仰——在這個世界上，還是存在著完美境界的！有了這信仰，那些執著追求理想的人們便又可平添一份力量和勇氣。
不幸的事情發生了。一次意外事故奪去了皮埃爾的生命。失去了皮埃爾，瑪麗如抽絲剝繭，她臉上未寫著任何東西，心中卻是對皮埃爾史詩一樣長和深沉的思念，但她依然堅強的記得他們的約定：不管誰發生了什麼事，剩下那個人都要把科研繼續下去……
3.“釙”和“鐳”的發現
1896年，法國物理學家亨利·貝克勒發現了元素放射線。但是，他隻是發現了這種光線的存在，至於它的真麵目，還是個謎。這引起了居裏夫人極大的興趣。她認為，這種不可知的放射性是一種元素的特征。難道隻有鈾元素才有這種特性？遵循這一思路，她決定檢查所有已知的化學物質。
通過繁重而又艱巨的普查，她發現了另一種元素釷的化合物也能自動地發出與鈾射線相似的射線，由此她深信具有放射現象決不隻是鈾的特性，而是一種自然現象。對此她提議把這種現象叫作放射性，把鈾、釷等具有這種特性的物質叫作放射性物質。她的調查很快從鹽和氧化物擴展到一切礦物。
她毫不厭倦地用同一方法去研究大量的材料，終於有了新的發現：有些礦物的放射性強度比其單純由所含鈾或銑所產生的放射性強度要大得多。開始她還不敢確信這一測定，但是經過一二十次重複測量，不得不承認這是事實。這事實表明這些礦物中含有放射性比鈾、釷強得多的某種未知元素。
這是一個十分重要而吸引人的推斷。盡管一些同行勸她謹慎些，她還是深信自己的試驗沒有錯，並下定決心把這一新元素找出來。
這種未知元素存在於鈾瀝青礦中，但是皮埃爾和瑪麗他們根本沒有想到這種新元素在礦石中的含量隻不過百萬分之一。他們廢寢忘食，夜以繼日，接著化學分析的程序，分析礦石所含有的各種元素及其放射性，幾經淘汰，逐漸得知那種製造反常的放射性的未知元素隱藏在礦石的兩個化學部分裏。
經過不懈的努力，1898年7月，他們從其中一個部分尋找到一種新元素，它的化學性質與鉛相似，放射性比鈾強400倍。皮埃爾請瑪麗給這一新元素命名，她安靜地想了一會，回答說：“我們可否叫它為釙”。瑪麗以此紀念她念念不忘的祖國，那個在世界地圖上已被俄、德、奧瓜分掉的國家——波蘭，為了表示對祖國的熱愛，瑪麗在論文交給理科博士學院的同時，把論文原稿寄回祖國，所以她的論文差不多在巴黎和華沙同時發表。她的成就為祖國人民爭得了驕做和光榮。
發現釙元素之後，居裏夫婦以孜孜不倦的精神，繼續對放射性比純鈾強900倍的含鋇部分進行分析。經過濃縮，分部結晶，終於在同年12月得到少量的不很純淨的白色粉未。這種自色粉未在黑暗中閃爍著白光，據此居裏夫婦把它命名為鐳，它的拉丁語原意是“放射”。釙和鐳的發現，給科學界帶來極大的不安。一些物理學家保持謹慎的態度，要等研究得到進一步成果，才願表示意見。一些化學家則明確地表示，測不出原子量，就無法表示鐳的存在。把鐳指給我何看，我們才相信它的存在。要從鈾礦中提煉出純鐳或釙，並把它們的原子量測出來，這對於當時既無完好和足夠的實驗設備，又無購買礦石資金和足夠的實驗費用的居裏夫婦，顯然比從鈾礦中發現釙、鐳要難得多。