1904’te eşi Pierre Sorbonne’da öğretmenliğe başlarken, kendisi de Sevr’deki bir kız okulunda fizik öğretmenliği yapmaya başlamıştı. Her şey yolunda gibi görünüyordu, lakin bilmedikleri bir şey vardı; uğraştıkları alan olan radyoaktivitenin ölümcül yan etkileri! Çift radyasyondan kaynaklanan rahatsızlıklar geçirmeye başladı. Radyumun zararlı etkileri yavaş yavaş kendini göstermeye başlamıştı. Pierre Curie’nin bir kaza sonucu ölmesi üzerine iki çocuğu ile dul kalan Marie, eşinin Sorbonne’daki öğretmenlik görevini devraldı ve içinde bulunduğu tüm olumsuzluklara rağmen, inatla hayata sarıldı. 1908’de Sorbonne’daki ilk kadın profesör olarak, bir başka ilke imza atıyordu. Her ne kadar radyoaktivite bedenini yavaş yavaş esir almaya başlasa da, Madam Curie, kariyerinde devasa bir sıçrama daha yapacak, 1911’de radyum ve polonyumun keşfindeki rolünden dolayı, Nobel Kimya Ödülü’ne layık görülecekti. Sonuç olarak Madam Curie, tarihte iki Nobel ödülüne sahip ilk kişi oluyordu! Bunun ardında ise, bir elementin radyoaktif işlemlerden sonra başka bir elemente dönüşebileceğini göstermesi yatıyordu. Bu, kimya alanında yepyeni bir sayfa açılması manasına geliyordu. Tabi tüm bu bilimsel başarılara rağmen, hayatındaki her şey güllük gülistanlık değildi. Söz gelimi erkekler sorun teşkil etmeye başlamıştı. Tüm üyeleri erkeklerden oluşan Fransız Bilim Akademisi, bir oyla üyeliğini reddediyor, hakkında aşk dedikoduları çıkarılıyordu. Bir süre depresyona girse de, 1914’te Paris Üniversitesi’nde kurulan Radyum Enstitüsü’nün başına getirildi. Radyumun tıptaki önemine binaen, Birinci Dünya Savaşı boyunca X Işını teknolojisinin öğretilmesine ağırlık verdi; fizik tedavi uzmanlarına savaş ortamında radyoloji ekipmanını nasıl kullanacaklarını öğretti. Tabi bu arada yüksek dozda radyoaktif ışına da maruz kalıyordu! 1920’li yıllarda da bilimsel çalışmalarına devam etti; anavatanının başkenti Varşova’daki Radyum Enstitüsü’nün kurulmasına ön ayak olurken, aynı zamanda Amerika Başkanı Hoover’ın kendisine verdiği 50 bin dolarlık ödülle de, enstitüde kullanılması için radyum alıyordu. Narin bedeni yılların yorgunluğuna ve maruz kaldığı aşırı dozdaki radyasyona dayanamadı ve kadınların bilim arenasındaki bu başarılı temsilcisi, 1934’te Fransa’nın Savoy şehrinde 67 yaşında hayata gözlerini yumdu. Kan kanserinden öldüğü tespit edilen bu bilim işçisi, ardında çilelerle örülü devasa bir bilimsel kariyer bırakmış ve Einstein’in ifadesiyle “Bütün meşhur olmuş insanlar içinde, şan ve şöhretin bozmadığı tek varlık.” olarak hatırlanmayı hak etmişti.