Пьер продолжил ухаживать за Марией в переписке. Он отправлял ей десятки коротких, но очень трогательных писем. В октябре Мария вернулась в Париж. Нет, она еще не решила связать свою судьбу с Пьером Кюри и Францией. Но Склодовские нашли возможность отправить Марию в Париж еще на год. Пьер продолжал настойчиво ухаживать за нею. Мария долго колебалась между постепенно крепнувшим чувством к Пьеру и любовью к родине, между страстным желанием заниматься наукой и желанием работать на благо горячо любимой Польши. Но в конце концов решение было принято. 26 июля 1895 года бывшая отшельница от науки стала Марией Кюри.

Свадьба была очень необычной: без белого платья, без колец, без венчания в церкви. Брак был зарегистрирован в мэрии Со, пригорода Парижа, в котором жили родители Пьера. Затем немногочисленные гости отправились в дом Кюри. По случаю замужества дочери из Польши приехали Эля и Склодовский-старший. Кроме них, на свадьбе присутствовали только Броня, Казимеж и несколько самых близких друзей.

Вскоре молодожены отправились в первое свадебное путешествие — на велосипедах, которые были куплены на денежный подарок, полученный от одного родственника. Мария и Пьер колесили по окрестностям Парижа, ночевали в недорогих гостиницах, питались простой и здоровой пищей, наслаждались счастьем и отдыхом. В поездках и пешеходных прогулках молодожены провели пару недель. Затем, в середине августа, они поселились на небольшой ферме вместе с Длусскими, Склодовским и Элей. В сентябре молодожены уделили должное внимание родителям Пьера, проведя некоторое время в Со. Но восхитительный отдых, в котором так нуждались оба ученых, вскоре закончился.

В октябре Пьер и Мария вернулись в Париж. Вот как Ева Кюри описывала их новое жилище:

«В новой квартире на улице Гласьер, 24, где с октября поселились молодожены, окна смотрят на деревья большого сада. Это единственная прелесть квартиры, на удивление лишенной комфорта.

Мари и Пьер ничего не сделали для украшения трех маленьких комнат. Даже отказались от меблировки, предложенной им доктором Кюри. Каждый диван, каждое кресло — только лишний предмет для вытирания пыли по утрам и наведения лоска в дни общей уборки. У Мари нет ни возможности, ни времени для этого. Да и к чему все эти диваны, кресла, если молодые Кюри с обоюдного согласия отменили у себя приемы и вечеринки? Назойливый посетитель, взобравшийся на пятый этаж с целью потревожить молодых супругов в их берлоге, потеряет к этому всякую охоту, когда попадет в "кабинет" с голыми стенами, книжным шкафом и столом из простых досок. У одного конца стола стоит стул для Мари, у другого — для Пьера. На столе книги по физике, керосиновая лампа и букет цветов. Ничего больше. Представ перед Мари и Пьером, потусторонним взглядом взирающими на незваного гостя, самому дерзновенному не останется ничего другого, как бежать.»

Теперь в придачу к учебе и работе (Мария получила разрешение проводить исследования в лаборатории мужа) на плечи нашей героини легли тяготы ведения домашнего хозяйства. Вдвойне усложняло эту непростую задачу то, что Мария никогда в жизни регулярно не занималась подобным делом. И все же она училась готовить, поддерживала порядок, делала необходимые покупки.

В 1896 году Мария победила в конкурсе на звание преподавателя в женской школе. Летом супруги вновь много путешествовали на велосипедах. Весной 1897 года у Марии начались проблемы со здоровьем: она тяжело переносила беременность. Частые приступы слабости и головокружения мешали научной работе. Тем не менее, 12 сентября Мария родила вполне здоровую дочь. Девочку назвали Ирен. К концу года врач запретил мадам Кюри кормить дочку. Пришлось нанять кормилицу. Но Мария выполняла практически всю работу, связанную с уходом за ребенком. Днем же, пока кормилица гуляла с Ирен, Мария продолжала работать в лаборатории. Через три месяца после рождения дочери Мария закончила свою первую научную работу, посвященную магнитным свойствам закаленных сталей.

Через некоторое время после родов врач нашел в левом легком Марии туберкулезный очаг. Но от поездки в санаторий мадам Кюри решительно отказалась: она не могла оставить семью и научную работу.

Мать Пьера Кюри умерла через несколько дней после рождения Ирен. Старший Кюри похоронил жену и перенес все свои теплые чувства на внучку. Вскоре после этого семья перебралась из квартиры в небольшой дом. С сыном и невесткой поселился и доктор Кюри. Со временем он стал воспитателем Ирен.

Открытие радия и полония

Получив два лиценциата и звание преподавателя, Мария решила не останавливаться на достигнутом. Следующей ступенью научной карьеры должна была стать докторская диссертация. Занимаясь выбором темы диссертации, Мария перелистывала научные журналы. Ее внимание привлекла статья француза Анри Беккереля годичной давности. После открытия рентгеновских лучей многие ученые пытались найти подобные излучения у флуоресцирующих веществ под действием света. Изучая соли урана, Беккерель выяснил, что они самопроизвольно испускают особые лучи. Так была открыта радиоактивность. Естественно, что Пьера и Марию, молодых и амбициозных ученых, новое открытие очень заинтересовало. Тема докторской диссертации была выбрана.

Беккерель заметил, что открытое им излучение придает воздуху электропроводность (явление ионизации). Мария Кюри решила провести количественные исследования. Проще всего было использовать как раз это свойство: она собиралась измерять проводимость воздуха. При этом очень пригодился прибор пьезокварц, созданный в свое время братьями Кюри. Очень скоро Мария разработала метод измерения излучения. Кроме того, она показала, что излучение является свойством атомов урана и его интенсивность не зависит от внешних условий.

Исследовав радиоактивные свойства урана, Мария приступила к поискам других элементов, для которых была бы характерна радиоактивность. Она перебрала все известные в то время химические элементы и обнаружила радиоактивные свойства у тория. Сам термин «радиоактивность» тоже предложила Мария Кюри. В это время Пьер продолжал исследовать кристаллы. Но вскоре Мария сделала наблюдение, которое отвлекло ее мужа от излюбленной темы. Изучая радиоактивность различных руд, она обнаружила, что некоторые из них излучают гораздо более интенсивно, чем это можно объяснить содержанием в них урана и тория. Вначале Мария решила, что допустила какую-то ошибку. Но многократное повторение исследования показало, что расчеты правильны. Мария сделала смелое предположение: в руде содержится какое-то вещество, радиоактивность которого во много раз превышает радиоактивность урана. Первое предположение о существовании неизвестного радиоактивного элемента было опубликовано в «Докладах Академии наук» по материалам заседания от 12 апреля 1898 года: «.Два урановых минерала: уранинит (окисел урана) и хальколит (фосфат меди и уранила) — значительно активнее, чем сам уран. Этот крайне знаменательный факт вызывает мысль о том, что в данных минералах может содержаться элемент гораздо более активный, чем уран.»

Пьер «временно», как он сам думал, оставил работу с кристаллами и присоединился к жене. Вместе супруги разделили руду на несколько химических фракций и отдельно измерили их радиоактивность. Оказалось, что высокой активностью обладают не одна, а две фракции. Значит активных элементов тоже два. В июле 1898 года супруги заявили об открытии первого из этих элементов: «.Мы полагаем, что вещество, которое мы извлекли из урановой руды, содержит еще не описанный металл, по своим химическим свойствам близкий к висмуту. Если существование этого металла подтвердится, мы предлагаем назвать его "полонием" — по имени страны, откуда происходит один из нас».

Сделав доклад об этом открытии, супруги вместе с дочерью отправились отдыхать в деревню. Вернувшись в сентябре в Париж, они с удвоенной энергией принялись за работу и вскоре достигли результата. 26 декабря 1898 года на очередном заседании Академии Кюри вместе с их сотрудником Ж. Бемоном сделали сообщение. Вот отрывки из него: