Dem Mathematiker Magnus Gösta Mittag-Leffler, Mitglied des Nobelpreis-Komitees, ist es zu verdanken, dass Marie Curies intensive Arbeit dennoch gewürdigt wurde. Er setzte sich für Frauen in der Wissenschaft ein und schaffte es, dass ihr Name noch auf die Nominiertenliste kam – 1903 erhielten die drei Forscher anteilig den Nobelpreis für Physik für ihre jeweiligen Verdienste bei der Entdeckung der Radioaktivität.

1897 beginnt Marie Curie mit der Vorbereitung ihrer Doktorarbeit, die sie für den Abschluss an der Universität brauchte. Zusammen mit ihrem Mann untersuchte sie Metalle, Salze und Mineralien und stellte eine Art Aktivität fest. Beruhend auf den Erkenntnissen ihres Lehrers Antoine Henri Becquerel untersuchte sie das chemische Element Uran weiter. Ihre erfolgreichen Ergebnisse gab sie 1898 bekannt.

Sie verwendete dabei erstmals den Begriff "radioaktiv", der die Verwandlung eines Elements, z. B. Uran, beschreibt. Im Laufe der Jahre teilt sich dieses in viele kleine Elemente, die dann zu strahlen beginnen. Diese Strahlen sind radioaktiv und, wie man heute weiß, höchst gefährlich. Sie können beim Menschen schwere Krankheiten wie Krebs auslösen. Marie und ihr Mann Pierre waren sich aber sicher, dass die Strahlen helfen würden, Krankheiten zu heilen.