Об этих годах она писала:
«Мне понадобилось четыре года для того, чтобы, согласно требованиям химии, доказать, что радий действительно является новым элементом. Будь в нашем распоряжении соответствующие средства, нам для этого наверняка хватило бы года». И далее:
«У нас не было ни денег, ни лаборатории, ни помощи, чтобы хорошо выполнить эту важную и трудную задачу. Требовалось создать нечто из ничего... Я могу сказать без преувеличения, что этот период был для меня и моего мужа героической эпохой в нашей совместной жизни».В 1903 году Мария Кюри успешно защищает докторскую диссертацию «Исследование радиоактивных веществ». Начало изучению свойств радиоактивности было положено, и вскоре эстафету подхватили Э. Резерфорд, Ф. Содди, У. Рамзай и другие исследователи.
Постепенно к супругам Кюри пришло признание: Лондонское королевское общество наградило их медалью Дэви, а в декабре 1903 года из Швеции пришло сообщение о присуждении Анри Беккерелю и Пьеру и Марии Кюри Нобелевской премии за открытие и исследование радиоактивности. Наконец семья Кюри получила материальное облегчение, и Пьер Кюри смог уменьшить большую преподавательскую нагрузку. Они чужды тщеславия, безразличны к славе, их единственная мечта – создание настоящей лаборатории, в которой они могли бы вести свои исследования. В ответ на просьбу декана Парижского университета согласиться на получение ордена Почетного легиона.
В 1905 году, не без противодействий, Пьера Кюри избрали в Парижскую академию наук. Правительство приняло решение построить специально для изучения радиоактивности научно-исследовательский институт, которым должен был руководить П. Кюри. Казалось, что все трудности остались позади и для супружеской пары начнется счастливая жизнь, полностью посвященная любимой науке. Но нелепая и случайная смерть Пьера Кюри 19 апреля 1906 года (на шумной улице он попал под колеса мчавшегося фургона) разрушила все планы. Но и этот страшный удар судьбы героически перенесла Мария Кюри. Замкнувшись в своем горе, она отдает все силы науке. В качестве преемника своего мужа она становится первой женщиной-профессором Парижского университета. Ее курс лекций по радиоактивности неоднократно переиздается во многих странах мира, по нему молодые ученые овладевают этой новой областью науки. В 1911 году Мария Кюри вторично (уникальный случай в истории науки) была удостоена Нобелевской премии, на этот раз по химии, за выделение чистого радия. Велики заслуги М. Кюри в организации так называемой
