Urodziła się 7 listopada 1867 roku w Warszawie. Maria była piątym dzieckiem Bronisławy i Władysława Skłodowskich.
W wieku 15 lat ukończyła ze złotym medalem Żeńskie Gimnazjum Rządowe w Warszawie. Interesowała się socjologią, matematyką, fizyką, literaturą, pisała także wiersze.
Po ukończeniu nauki w gimnazjum udzielała korepetycji, zapisała się także na wykłady tajnej uczelni "Latającego Uniwersytetu", gdzie poznawała nauki przyrodnicze i socjologię. Później przez trzy lata pracowała jako guwernantka dzieci państwa Żorawskich w majątku Szczuki.
Pierwsze kroki naukowe Skłodowska stawiała w pracowni fizycznej i laboratorium chemicznym, które znajdowały się w Muzeum Przemysłu i Rolnictwa w Warszawie.
Ponieważ działające na terenie Polski uniwersytety nie przyjmowały kobiet, w 1891 roku Maria wyjechała do Paryża, gdzie na Sorbonie zapisała się na wydział nauk matematyczno-przyrodniczych.
Zamieszkała u swojej siostry Bronisławy Dłuskiej i jej męża Kazimierza. W roku 1893 uzyskała licencjat z nauk fizycznych z oceną "bardzo dobrze", a rok później z matematyki z oceną "dość dobrze".
W kolejnym roku poślubiła 35-letniego francuskiego fizyka Piotra Curie, którego poznała w czasie wizyty u mieszkającego w Paryżu polskiego fizyka Józefa Wierusza-Kowalskiego. Ślub odbył się w merostwie Sceaux pod Paryżem, a w podróż poślubną nowożeńcy wybrali się rowerami.
Pierwsza córka Marii - Irena przyszła na świat w 1897 roku. W 1935 roku także Irena, wspólnie z mężem Frederickiem Joliot-Curie, otrzyma Nagrodę Nobla za odkrycie zjawiska sztucznej promieniotwórczości.
W 1898 roku małżonkowie Curie odkryli wspólnie nowe pierwiastki - polon i rad.
W 1903 roku za prace nad pierwiastkami promieniotwórczymi Maria i Piotr Curie wspólnie z francuskim fizykiem Henri Becquerelem otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki.
Rok później przyszła na świat druga córka małżonków Curie - Ewa, która w przyszłości, m.in. w czasie II wojny, będzie działać w Siłach Zbrojnych Wolnej Francji.
W 1896 roku Maria zdała egzamin uprawniający ją do nauczania w średnich szkołach żeńskich. Umożliwiło jej to późniejszą pracę w żeńskiej szkole w Sevres.
Drugiego Nobla Skłodowska otrzymała w 1911 roku za prace nad promieniotwórczością i odkrycie nowych pierwiastków radioaktywnych - radu i polonu (Piotr Curie zmarł w 1906 roku).
W 1913 roku Skłodowska-Curie uczestniczyła w otwarciu Pracowni Radiologicznej w Warszawie, a już po odzyskaniu przez Polskę niepodległości rozpoczęła starania o otwarcie w kraju Instytutu Radowego, którego wybudowanie, jak wspominała, było jej najgorętszym życzeniem.
W 1925 roku Skłodowska uczestniczyła w uroczystości położenia kamienia węgielnego pod budowę Instytutu Radowego w Warszawie przy ulicy Wawelskiej. Rok później otrzymała tytuł doktora honoris causa Politechniki Warszawskiej.
W 1932 roku badaczka wzięła udział w otwarciu Instytutu. W czasie tej uroczystości zasadziła trzy pamiątkowe drzewa.
Podróż ta była ostatnią, którą Skłodowska odbyła do rodzinnego kraju. Zmarła w 1934 roku na skutek, jak głosił oficjalny komunikat, anemii złośliwej aplastycznej o przebiegu gwałtownym. Choroba związana była z długotrwałym wpływem na organizm badaczki szkodliwego promieniowania.
Pogrzeb odbył się 6 lipca na cmentarzu w Sceaux. Maria spoczęła obok męża, który w 1906 roku zginął w wypadku - został przejechany przez wóz konny na jednym z najbardziej ruchliwych skrzyżowań Paryża.
W 1995 roku prochy małżonków spoczęły w miejscu pochówku francuskich bohaterów narodowych - na paryskim Panteonie. Maria była pierwszą kobietą uhonorowaną w ten sposób i pierwszą osobą nie urodzoną we Francji, która tu spoczęła.
