女儿出生了，严重的问题也随之而来：怎样既哺育、照料女儿又不放弃科学研究呢？如果放弃科学研究，对我来说，是一种巨大的痛苦，皮埃尔也觉得我不应该放弃研究，而且他从来就没有这么想过。他经常说，上帝特为他造就了我这么个好妻子，就是要让我与他分享一切。我们俩谁都没有考虑放弃我们如此珍爱的科学研究工作。
这么一来，我们就不得不雇一个女佣了，但我仍旧亲自照料女儿的一切琐事。当我去实验室干活时，女儿就交给她的祖父照看。爷爷非常疼爱自己的孙女，有了小孙女，他的生活也增添了无尽的欢乐。家人之间的相互关怀、体谅，使我得以安心地从事研究，而且也没耽误对女儿的照料。只有遇到特殊情况，譬如女儿生病，我就得整宿整宿地照看她，生活规律也随之打乱了。
由于我们如此以事业为重，不愿意受到不相干的事情的打扰，所以我们交往的朋友为数甚少。偶尔有一两位与我们比较熟识的科学家到访，我们也就是在客厅或花园里交谈，而且我还得在一边为女儿缝缝补补。在亲戚方面，只有皮埃尔的哥哥一直与我们来往密切，至于我娘家的亲戚，因为离得太远，所以来往不多。我的姐姐、姐夫这时已回到波兰创业去了。
正是这种平静而完全符合我们心愿的生活方式才使得我们能够完成一生中的伟大事业。这种科学研究事业始于1897年，从未中断过。
我决定写博士论文了。当时，亨利·贝克莱尔正在从事稀有金属铀盐的实验。这是一种非常有意思的实验，引起了我的关注。当贝克莱尔把铀盐用不透光的黑纸密封之后放在照片底片上，便发现底片会感光，仿佛受过日光照射似的。贝克莱尔认为，底片之所以感光，是因为铀盐能放射出一种射线，而这种射线又与日光有所不同，它能穿透不透光的黑纸。此外，贝克莱尔还通过实验证明这种射线能够使得验电器放电。一开始，贝克莱尔错以为铀盐射线的产生是因为铀盐曾经在日光下暴晒造成的，但他后来发现，铀盐在黑暗中存放几个月之后，仍旧可以放出这种射线。
皮埃尔和我都对这种新发现的射线产生了极大兴趣，并决心对它的性质加以研究。如果想研究这种新射线，首先得对它做精确的定量测量。我便利用验电器放电的特性进行测量，不过我没有像贝克莱尔那样使用一般的验电器，而是用了一种能做出定量测量的设备。我当初用来测量的这些设备的模型，现已陈列在美国费城医学院。
不久，我们便获得了有趣的结果。我们的实验结果证明，这种射线的放射实际上是铀元素的原子特性之一，而与铀盐的物理和化学性质无关。任何铀盐，所含铀元素越多，它放出的射线也就越强。
我于是又想进一步地弄清楚，是不是还有其他的元素也能像铀盐一样放射出同样的射线？很快我便发现，钍元素也具有同样的特性。正当我准备对铀和钍的放射性作进一步的研究的时候，我又发现了一个新的有意思的情况。
我曾有机会用放射性方法检验过一定数量的矿石。如果这些矿石能够产生相同的射线的话，那就可以确定它们含有铀或钍。如果这些矿石的放射强度与矿石所含的铀或钍的成分成正比的话，那就没什么可以惊诧的了，但事实上却大不一样，有些矿石的放射性强度是铀的三四倍。我对这一新发现进行了仔细的核查，最后认定这是毋庸置疑的事实。我对这一现象进行了认真的分析，得出的解释只有一种：在这种矿石中含有一种未知的元素，其放射性远远超过铀和钍。皮埃尔对我的分析表示赞同，于是我便希望能够尽快发现这一未知的元素。我深信，只要我和皮埃尔齐心协力，就一定能够获得成功。但是，随着研究的深入，我们已经走上了一条通向新科学的路，这是我们开始时所没有预料到的，而且，我从此就再也没有离开过这条新的科学之路。
一开始，我并没有指望这种矿石含有较多数量的新元素，因为它早就被人再三地研究分析过了。我最初的估计是：这种矿石的新元素的含量不超过百万分之一。随着研究的不断深入，我们发现我的这种估计还是太高，真实的含量要大大地小于百万分之一。这就更加说明这种新元素的放射性极强。假若一开始我们就知道这种新元素含量微乎其微的话，我真不知道自己是否还有决心和勇气坚持下去，因为我们的设备很差，经费又不足。现在回想起来，幸亏不知道难度会这么大，所以决心才很大，真正干起来之后，尽管发现困难重重，但研究的成果却在不断地显现，所以劲头也就大增，不去想那些困难了。经过几年的艰苦努力，我们终于把这种新元素分离出来了，它就是今天众人皆知的镭。现在我把我们研究和发现它的情况简略地介绍一下。
开始研究时，我们并不了解这种未知元素的任何化学性质，只是知道它的放射性极强，于是我们就紧紧抓住这条唯一的线索不放，穷追不舍。第一步就是想办法从圣约阿希姆斯塔尔运来铀沥青矿，对它进行分析研究。除利用常用的化学分析方法以外，我们还用皮埃尔发明的精密计电器，精确地测量不同部位的放射性。这种方法今天已成为一种新的化学分析法的基础了。后来，这一分析法被逐渐加以改进完善，为许多人所采用，而且他们因此也发现了其他几种放射性元素。
干了没几个星期，我们便深信我们的预测是正确的，因为未知的那种新元素的放射性在有规律地增强。又过了几个月，我们便从铀沥青中分离出一种与铋混合在一起的元素，其放射性大大超过铀元素，这种新元素具有明确的化学性质。1898年7月，我们便宣布了这种新元素的存在，并命名它为钋，以怀念我的祖国波兰（钋原名为“Polonium”，与波兰“Pologne”一词近似）。
在发现钋的同时，我们还发现从铀沥青矿里分离出来的钡盐中含有另一种未知的元素。我们随即又紧张地工作了几个月，终于分离出来第二种新元素，我们后来才知道它比钋更为重要。1898年12月，我们宣布了这一发现，命名这种新元素为镭。
尽管我们确信我们已经发现了这两种新的元素，但仍然有许多实际的工作需要我们去做，因为我们只是利用放射性的特性从铋盐和钡盐中发现了含量微乎其微的新元素，现在得把它们以纯元素的形式分离出来。我们立即投入这一工作中去。
但是，这项工作并不容易，因为我们的设备条件太差，而且还需要有大量的原矿来进行化学分析。我们既没钱购买这些原矿，也没有实验室来做分析实验，没有助手。我们得白手起家，从头干起。如果说我姐夫认为我在巴黎的早期学习时期是我一生中英勇卓绝的时期的话，那么我敢毫不夸张地说，我与皮埃尔一起从事这项研究的时期则是我俩共同生活中的最最伟大最最英勇的时期。
从先前的实验中我们相信，在圣约阿希姆斯塔尔炼铀厂冶炼后的铀沥青矿废渣里，一定含有镭元素。该工厂属奥地利管辖，我们设法获准无偿地得到这些废渣。废渣倒并不值钱，但要把它们弄到巴黎却是件令人大伤脑筋的事情。几经周折，我们成功地用袋子装着这些混有松针的褐色废渣，把它们运到了我们实验室的门前，那一时刻，我真的是高兴得跳了起来。后来，我们更得知这一袋袋废渣的放射性比原矿还要强，我们真是惊诧不已。这些废渣原是堆放在工厂外面的松树林里的，没有经过任何处理，对我们来说，真是老天有眼，帮了大忙了。后来，奥地利政府应维也纳科学院的要求，又允许我们以极低的价格购买了好几吨这种废渣。我们从实验室里分离出来的镭，全是利用这些废渣。后来，我收到的那位美国女友赠送的镭是用其他矿石提炼出来的。
学校并未为我们提供合适的实验场地，但幸运的是校长准许我们使用先前作为解剖教学用房的一间废弃的木棚。木棚顶上有一个很大的玻璃天窗，只不过有多处裂痕，一下雨就会漏水。棚内夏天闷热潮湿，冬天阴冷难忍。虽然可以生炉子取暖，但也只是火炉旁边有一点点热气而已。此外，我们还得自己掏钱购置一切必备的仪器装置，木棚里只有一张破旧的松木桌和几个炉台、气灯。做化学实验时，常会产生有毒气体，刺鼻呛人，我们不得不把这种实验移到院子里去做，就这样，棚内仍旧有毒气进来。我们就是在如此恶劣的条件之下，拼命地干着。
尽管如此，我们却觉得在这个极其简陋的木棚中，度过了我们一生中最美好最快乐的时光。有时候，实验不能中断，我们便在木棚里随便做点什么当作午餐，充充饥而已。有的时候，我得用一根与我体重不相上下的大铁棒去搅动沸腾的沥青铀矿。傍晚时分，工作结束时，我像是散了架似的，连话都懒得说了。还有的时候，我又得研究精密的结晶，进行分离，必须待在灰尘四起的室内。灰尘会影响浓缩镭的程序，难以保存好分离出来的东西，让我苦恼至极。唯一让我觉得满意的是，没有人前来打扰，我们可以安安静静地做我们的实验。实验做得很顺利，眼看令人满意的结果即将出来时，我们会激动不已，有说不尽的欢欣鼓舞。但有的时候，干了半天却不见成效，沮丧失望的心情也在困扰着我们。不过，这种情况持续不了多久，我们就又去考虑新的设想、新的工作了。工作间歇，我俩便在木棚中踱来踱去，一边冷静地思考，讨论正在做的实验，那种喜悦心情也是难以表述的。
有时候，我们夜晚也跑到木棚里去，这也是我们的一件高兴的事。我们可以在玻璃瓶或玻璃管里看到我们提炼、分离出来的宝贝在向四周散发出淡淡的光彩，真是美丽动人，令我们既欣喜又激动，那闪烁着的奇光异彩，宛如神话中的神灯的光芒。
几个月的时间里，除了短暂的假期之外，我们从未中断过实验研究。我们的研究越来越明显地向我们表明，我们正一步一步地走向成功，因此，我们的信心也就越来越大了。后来，我们的研究工作日益受到人们的关注。我们不仅可以购买到更多的废渣，而且还可以在工厂里进行初步的提炼，这就大大地方便了我们，使我们有更多的时间去做精确的分离工作。
到了这一阶段，我就专门从事提炼纯净的镭，而皮埃尔则专心研究新元素散发出来的射线的物理性质。直到我们处理完一吨的铀沥青矿渣之后，确定的结果才出来：在含镭最丰富的矿石中，一吨原矿石所含的镭尚不足几分克。
最后，我们分离出来的物质终于显示出元素应具有的性质来。这种元素具有与其他元素极为不同的光谱，我们还能确定它的原子量的值远远大于钡。我们是1902年获得这些结果的。当时，我们提炼出来一分克的极其纯净的氯化镭。就这样，确定镭为一种独立元素的必要证据就完全掌握了。这一工作花费了我们四年的时间，说实在的，如果设备齐全、资金充足的话，也许一年足矣。我们孜孜不倦地求得的结果，奠定了放射性这门新的学科的基础。
几年后，我又提炼出几分克绝对纯净的镭盐，并更加精确地测定出了它的原子量。这之后，我还提炼出了纯金属镭元素本身。不过，1902年仍旧是镭的发现及其性质正式确定的年份。
在这几年中，我们夫妇二人全部心血都用在了研究工作上，同时，我们的社会地位也发生了变化。1900年，日内瓦大学欲聘任皮埃尔为教授，但就在这个时候，巴黎大学却聘他为该校的副教授，而我被聘为位于塞弗尔的女子高等师范学校的教授，所以我们没有前去日内瓦，而是选择留在巴黎。
我在女子高等师范学校工作得非常开心，我想方设法让学生们到实验室里来，以提高她们的动手能力。这所学校的学生都是二十岁上下的女生，都是经过严格的考试才被录取的，入学之后，不努力学习很难通过考试，只有取得了优异成绩方能成为中学的老师。进入该校的学生个个勤奋好学，作为老师的我当然也乐意尽自己的能力去教好她们的物理。
但是，自我们的发现公布之日起，我们的知名度日见高涨，以致实验室的宁静被扰乱了，渐渐地，我们的研究工作就受到了干扰。
1903年，我完成了自己的博士论文，并获得了博士学位。这一年年末，我和皮埃尔以及贝克莱尔因发现放射性和放射性元素而共同获得诺贝尔物理学奖。获奖之后，报纸和杂志对我们大加颂扬，致使我们有好长一段时间没法安心工作，每天都有人登门造访，有的请我们去作报告，有的则向我们约稿。
获得诺贝尔奖是一个很大的荣誉，而且，奖金数额很高，这对我们今后的研究工作大有裨益。美中不足的是，我们已是精疲力竭，两个人往往总有一个体力不支，以致我们都未能在当年前往斯德哥尔摩领奖和发表演说。一直到1905年，我们才到瑞典首都去，由皮埃尔作了接受诺贝尔奖的答词。在那里，我们受到瑞典人民的热情欢迎与接待。
我们在极其恶劣的条件下工作，导致身心疲惫，可现在，由于获奖后探访者不断，我们疲于应付，不胜其烦。我们所喜爱的平静的、有规律的生活被完全破坏了，工作和生活全都受到了影响。我已经说过，我们必须不受外界的任何干扰，才能继续正常的家庭生活和科学研究工作。前来造访的人虽说出自好心，却不知这样会给我们造成什么样的后果。