La povera studentessa di fisica Marie studia alla Sorbona nella Parigi del 1890. Una delle poche donne che studiano nel suo campo, Marie incontra scetticismo riguardo alle sue capacità, ma alla fine le viene offerto un posto di ricerca nel laboratorio di Pierre Curie. Gli scienziati si innamorano presto e intraprendono una ricerca condivisa per estrarre, da un particolare tipo di roccia, un nuovo elemento chimico a cui hanno chiamato radio. Tuttavia, la loro ricerca li mette sull’orlo del fallimento professionale.