居裏夫人逐壹檢查了許多種礦物樣品的放射性。測試了數百種物質，沒有壹種是放射性的。但當她檢查壹種瀝青鈾礦和壹種銅鈾雲母時，她發現它們的放射性很強，其強度遠遠大於根據其中鈾或釷的含量預測的強度。她還根據天然銅鈾雲母礦石精確分析得到的成分，自己合成了銅鈾雲母，發現天然銅鈾雲母的放射性是合成樣品的4.5倍。這兩種礦物的異常放射性只能解釋為含有壹些含量很少但放射性比鈾、釷強得多的新元素。
1896年6月，居裏夫婦開始合作尋找這種新元素。他們先去了瀝青鈾礦。在他們分解礦石後，他們用系統的化學分析程序將礦石中的各種元素按組逐漸分離出來。每壹步分離後，測量兩部分的放射性，根據溶液和沈澱物有無放射性來確定新元素在哪個部分。經過幾次排除，搜索範圍逐漸縮小，最後他們發現瀝青鈾礦中有兩種放射性元素，而不是壹種新的。1898年7月，他們根據放射性證實了壹種新的放射性元素的存在。當時他們只得到壹點點富集了這種新元素的硫化鉍，這種元素的放射性比金屬鈾大得多。要知道瀝青鈾礦中這種新元素的含量只有壹個億，用壹般的化學方法去富集它是多麽困難啊！瑪麗將這種新元素命名為“釙”(釙)，以紀念她的祖國波蘭。五個月後，居裏夫婦發現了另壹種基於放射性的新放射性元素，這種元素在氯化鋇晶體中得到了濃縮。這種混合了新元素的晶體的放射性是金屬鈾的900倍。居裏夫婦將這種元素命名為“鐳”，意思是“放射性物質”。釙富集在硫化鉍沈澱中，鐳富集在氯化鋇晶體中，說明它們的化學性質分別與鉍和鋇非常相似，但與鈾相差甚遠。然而，在這個時候，居裏夫婦沒有得到壹點純鐳或釙化合物。他們決定下壹步的工作是從瀝青鈾礦中制備純鐳化合物。他們估計，從瀝青鈾礦中提取鈾後，釙和鐳可能在廢渣中保持完整，因為釙和鐳的化學性質與鈾相差甚遠。因此，他們從奧地利國營礦山購買廉價廢渣來處理瀝青鈾礦。從1899年到1902年底，居裏夫婦在物理學校的礦腐棚裏苦幹了45個月，壹次處理了兩噸廢渣壹公斤。經過幾百萬次的溶解、沈澱、結晶，最終只得到100毫克光學純的氯化鐳。它的放射性驚人的強大，是鈾鹽的兩百萬倍！放入玻璃瓶中，玻璃瓶會發出紫色熒光，還能使鉆石、紅寶石、螢石、硫化鋅、鉑鋇氰化物等發出磷光。他們初步測定了鐳的原子量，大約是225，從而確定它在周期表中位於IIA鋇族之下。
1903年6月25日，36歲的瑪麗·居裏夫人在巴黎大學通過了博士論文答辯，論文題目是《放射性物質的研究》。今年11月，英國皇家學會授予居裏夫婦攜帶維度金質獎章。12月10日，居裏夫婦和貝克勒爾獲得了今年的諾貝爾物理學獎，並分享了該獎。
1910年，居裏夫人與法國化學家比爾納(A.1874-1949)合作，通過電解氯化鐳得到金屬鐳，並對其性質進行了研究。1911年，居裏夫人獲得了諾貝爾化學獎。世界上只有少數科學家兩次獲得諾貝爾獎，居裏夫人是其中唯壹的女科學家。
瑪麗·克勞多特·富斯卡於1867年11月7日出生在俄國統治下的華沙，當時波蘭已經被征服了壹百多年。她少年時就有強烈的愛國思想，青年時代就愛上了科學，立誌用科學振興祖國，為波蘭爭光。她於1891年來到巴黎求學，先後以優異的成績獲得數學和物理碩士學位。1895年，她嫁給了當時已經是物理學教授的居裏，結成了壹對著名的科學搭檔。從1898年6月，我決定與瑪麗合作探索瀝青鈾礦中新的放射性元素，他們的密切合作持續了8年。1906年的壹天，居裏在街上被壹輛卡車撞倒，車輪奪去了他的生命。居裏夫人悲痛欲絕，幾乎精神失常。她在長期休養後壹康復，就以驚人的毅力，不僅肩負起撫養兩個女兒的家庭重擔，還在巴黎大學擔任居裏教授，為輻射科學的建立和發展做出了巨大貢獻，從而獲得了1911年的諾貝爾化學獎。鐳的發現引發了科學界的壹場革命，居裏夫婦的工作是原子能應用研究的開端。但是居裏夫人不僅是做出巨大貢獻的科學家之壹，而且是壹個高尚無私的人。當時鐳的價格很貴，但是居裏夫人願意過簡樸的生活。她毫無保留地發表了鐳的提煉方法，沒有申請專利。正如她所說，“鐳不應該讓任何人富有。鐳是壹種化學元素，應該屬於每個人”。她獲得的巨額獎金幾乎全部用於幫助貧困學生或支持科學團體。1934年7月4日，居裏夫人在長期患有惡性貧血和白血病後去世。醫生的證明是:“真正奪走居裏夫人生命的罪人是鐳”。她獻身於科學。