命運奪走了她患難與共的丈夫後，瑪麗·居裏並沒有就此消沉，她決心一個人擔負起兩個人的工作，而且要設法完成得更好些。她的工作條件依然很壞，而且還經受著外界的諷刺和挑戰。她隻用十厘克微乎其微的純鐳鹽，精心操作，經過四個寒暑，她終於通過貢陰極電解鐳溶液的辦法，成功地使一塊極小的然而是不可爭議的白色金屬濃聚，這便是她要製造的鐳，她測出熔點為700度。同時她也駁擊了向她挑戰的德國化學家維利·馬克瓦爾德。這位化學家認為自己發現了一種新的放射性物質“碲”。而瑪麗確信這種放射碲隻不過是她早已發現的釙而已。經過十個月的觀察之後，瑪麗徹底打敗了那位自命不凡的化學家。
居裏夫人勝不驕，敗不餒，這種勤奮堅忍的個性永遠鞭策她勇往直前。她的研究成果，再次受到世界科學界的重視，1911年末，瑞典科學院的評判委員會，再次授予她諾貝爾化學獎，並取得了“鐳王後”的稱號。
瑪麗兩次獲得20世紀學者的最高榮譽，18次獲得國家獎金，獲得了世界上108個名譽頭銜，堪稱獨步科學界。在榮譽麵前，居裏夫人隻有一句話：“在科學上我們應該注意事實，不應該注意人的等級觀念。”即使是論功行賞，她也覺得難以接受。正如愛因斯坦所說的：“在所有的著名人物中，居裏夫人是惟一不為榮譽所顛倒的人。”
伴隨著鐳在工業和醫學方麵的應用所取得的進步，居裏夫人在國際上的聲譽，已經無人能比，但是她決心在自己開拓的領域裏繼續前進，不斷擴大研究成果。
居裏夫人由於長期接觸放射性物質，健康受到了嚴重損害，兩手被鐳射線燒得傷痕累累，並得了致命的血液病，第一次世界大戰後，她的身體愈來愈壞，視力急劇下降，耳朵轟鳴，她憂心仲忡，擔心無法再工作了。人們一再勸她休息治療，都被她謝絕了，她說：“我的生活是不能離開實驗室的。”在晚年的十多年時間內她帶病寫出了30多部科學報告，多部高深的科學理論著作，每天仍然工作14小時，直到1934年7月居裏夫人閉上了她那雙智慧的眼睛，終於實現了她“把一生獻給科學”的誓言。
居裏夫人無疑是世界上最偉大的科學家之一，這成功歸根結底來自於她勤奮堅韌的個性。滅國之辱，丈夫之死，學術界上險惡之徒的攻擊，這一切都沒能阻止居裏夫人的孜孜探求。居裏夫人頂住了痛苦，侮辱，終於把自己的巨大科學成就留給了後人。