1896年8月，瑪麗透過大學畢業生擔任教師的職稱考試。得到理化學校校長舒曾伯格（1827—1897）的支援，瑪麗謀得職位，在該校物理實驗室工作，與比埃爾（室主任）共事。

　　1898年7月，居里夫婦向科學院提出《論瀝青鈾礦中一種放射性新物質》，

　　說明發現新的放射性元素84號，比鈾強四百倍，類似鉍，居里夫人建議以她的祖國波蘭的名字構造新元素的名稱釙（polonium）。從此居里夫婦密切合作，共同研究，建立最早的放射化學工作方法。

　　1898年12月，居里夫婦和同事貝蒙特向科學院提出《論瀝青鈾礦中含有一種放射性很強的新物質》，說明又發現新元素88號，放射性比鈾強百萬倍，命名為鐳（Radium）。瑪麗·居里關於發現新元素釙的報告，用波蘭文在華沙《斯維阿特羅》畫報月刊上發表。

　　1900年3月，瑪麗在巴黎西南的賽福爾女子高等師範學校任教，講授物理學。瑪麗的論文《論放射性鋇化物的原子量》。居里夫婦在巴黎國際物理學會上宣讀論文《論新放射性物質及其所發射線》。

　　1900年10月，兩位德國學者瓦爾柯夫和吉澤爾宣稱鐳對生物組織有奇特效應。後經居里夫婦證實鐳射線會燒灼面板。

　　1902年，經過三年又九個月的提煉，居里夫婦從數噸殘渣中分離出微量（一分克）氯化鐳RaCl2，測得鐳原子量為225，後來得到的精確數為226。

　　1903年，居里夫婦和貝克勒爾共同榮獲諾貝爾物理學獎。