居裏夫婦同心協力進行的第一場科學“攻堅戰”，就是揭開放射性現象的奧秘。
這是一場艱難的戰鬥，是走前人沒有走過的新路。
1897年，年輕的瑪麗準備考博士學位，她需要選擇一個寫博士論文的題目。她翻閱了科學院的材料，看到了年輕學者柏克勒爾公布的一份實驗報告。其中提到，他在研究鈾鹽的時候，發現了一種射線，和倫琴射線（就是X光）一樣，能對感光膠片和驗電器起作用，不同的是，這種新發現的射線是自發產生的，不需要任何外界刺激。於是，瑪麗決定研究這些射線的性質和來源，以此作為自己博士論文的題目。
當時，瑪麗已做了媽媽，她的大女兒伊倫出世了。家務是繁重的，但她的科研工作絲毫沒有受到影響。經過幾周的研究，她作出了一個大膽的假設：有一種放射性很強的新的元素，隱藏在瀝青鈾礦石中。她決心去尋找這種新元素的蹤跡。
瑪麗的這一重要假設，引起彼埃爾極大的興趣。他停止了自己的晶體研究工作，和瑪麗一起投入了這場新的“戰鬥”。
在巴黎洛蒙街的一個破舊的棚裏，他們穿上被化學藥液腐蝕了的工作服，在熏人的煙霧中，從瀝青鈾礦石中，尋找著那個含量還不到百萬分之一的新元素。他們像警察追捕犯人似的，在所懷疑的某個區域內，“挨門逐戶”地搜索。花了將近一年的時間，他們終於發現，躲藏在瀝青鈾礦石中的“犯人”，不是一個，而是兩個。到1897年7月，他們分離出了其中的一個。
“你應該給它定一個名字。”彼埃爾對他的夫人說。
瑪麗安靜地想了一會，她的心飛回了自己的祖國。“把這個新發現的元素定名‘釙’吧！”因為拉丁文“釙”的詞頭和波蘭國名的詞頭一致，藉以紀念她的祖國。彼埃爾欣然同意了妻子的提議。
“釙”被發現了。另一個未知的元素——後來他們定名為鐳——隱藏得更隱蔽。要把它從瀝青鈾礦石中分離出來，需要加工幾噸重的礦石。而這種礦石是稀有的，價格高昂。在歐洲，當時隻有捷克才有。就他們的收入來看，要完成這項科學研究，根本辦不到。
怎麼辦呢？天才的想象力幫助了這兩位科學家。他們推測，從瀝青鈾礦石中提取了鈾以後，他們要尋找的那個新元素還會存留在礦渣中。這種廢棄的礦渣，在捷克堆滿了荒地。於是，他們經過維也納科學院的幫助，弄到了幾噸廢礦渣。就是這樣，他們也花掉了全部存款，變賣了所有值錢的家當。
礦渣到手了，新的實驗又開始了。沒有助手，也沒有機械，全靠繁重的體力勞動。瑪麗回憶起當時的工作情況，曾這樣寫道：“我第一次煉製20公斤左右的材料，就要使整個工棚塞滿了裝溶液和沉澱渣滓的大罐子。搬動容器，傾倒溶液，在鐵鍋邊一連幾小時地攪拌溶漿，可真不是一件容易的事……為了不中斷重要的實驗，我經常就在小鐵爐旁做點飯吃。有時候我一天都在院子裏攪拌煮沸的溶液，使用的攪拌棍跟我的個子一樣高。到傍晚，我累得連站也站不住了……盡管工作是艱苦的，但是我們都覺得幸福。我們完全被迷住了，恍若置身夢境。”
是的，工作是艱苦的，又是幸福的，經過1000多天的艱苦勞動，他們終於提煉出一克純鐳。一天晚上，居裏夫婦摸黑走進他們的實驗室，去看望他們剛剛誕生的“小寶貝”。啊！光，多美的光！像藍色的螢火，在黑暗中閃耀著，閃耀著。
“看哪，看哪，我們的‘小寶貝’有多美！”
瑪麗說著，很謹慎地找到一把椅子，坐下來了。彼埃爾扶著她的肩膀，默默不語，隻是用手輕輕地撫摸著妻子的長發。兩個人靜靜地注視著那美麗的螢光，注視著那射線的神秘來源，注視著鐳，他們所發現的鐳！
鐳，這個難產的“小寶貝”，經過4年多的“孕育”，終於誕生到人間。這是他們科研的成果，也是愛情的結晶。