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Maria Skłodowska nasceu em Varsóvia, na Polônia, em 7 de novembro de 1867. Mudou-se ainda jovem para a Paris, onde morou com seus irmãos. Licenciou-se em Ciências Matemáticas e Física em Sorbonne — Universidade de Paris. Em 1895, casou-se com Pierre Curie, que também era professor de física, e adotou o nome pelo qual ficou conhecida — Marie Curie.
Após Henri Becquerel descobrir as radiações emitidas pelos sais de urânio, Marie e Pierre começaram a estudar materiais que produziam a radiação buscando novos elementos. O casal descobriu que a pechblenda emitia mais radiações do que o urânio, que é extraído dela. Em dezembro de 1898, os Curie apresentaram a nova descoberta à Academia de Ciências de Paris.
O casal conseguiu, ainda, isolar dois novos elementos a partir de toneladas de pechblenda. O primeiro foi nomeado polônio, referência ao país de origem de Marie. O segundo foi nomeado rádio, devido à intensa radiação que emitia. O processo pelo qual conseguiram os dois elementos nunca foi patenteado. Marie e Pierre inventaram os termos radioativo e radioatividade para nomear a energia liberada pelo elemento que descobriram.
Em 1903 Marie, Pierre e Becquerel receberam o Prêmio Nobel de Física pelas investigações sobre a radiação. Em 1911 a cientista recebeu novamente um Nobel, desta vez de Química, pelo descobrimento do rádio e do polônio. Marie Curie foi a primeira mulher a receber o Nobel e a única pessoa a receber o prêmio em duas áreas científicas. Ainda em 1911, Marie não conseguiu ser aceita como sócia da Academia de Ciência de Paris, perdendo por um voto para Edouard Branly.
Em 1906, após a morte de seu marido Marie, assumiu a cadeira de Física na Sorbonne, sendo, também, a primeira mulher a lecionar nesta universidade. Foi ainda fundadora do Instituto do Rádio em Paris e membro associado livre da Academia de Medicina.
Marie Curie morreu de leucemia em 4 de julho de 1934, em Salanches, em decorrência da exposição a radiações. No ano seguinte á sua morte, sua filha mais velha, Irène Joliot-Curie, recebeu o prêmio Nobel de Química, pela descoberta da radioatividade articifial. O livro escrito por Marie, Radioactivité, publicado postumamente, é considerado um dos documentos fundadores dos estudos relacionados à radioatividade clássica.
O Cúrio, símbolo Cm, elemento 96 da tabela periódica, recebeu este nome em homenagem ao casal Curie.