Iskolába nem járt, otthon tanította orvos édesapja. 16 évesen leérettségizett, 19 éves korára elvégezte a Sorbonne fizika szakát, ahol tanársegédi állást kapott. Első munkái a hőhullámok hullámhosszára vonatkoztak, ezeket kristálytani vizsgálatok követték. Bátyjával együtt fedezték fel 1880-ban a piezoelektromosságot, azaz hogy bizonyos kristályok (például a kvarc) határfelületein mechanikai deformáció hatására ellentétes töltések keletkeznek. A jelenség később a rádiótechnikában, majd a pontos időmérésben tett szert jelentőségre. Az elv alapján nagyon érzékeny töltésmérő műszert szerkesztettek, amelyet később a radioaktivitás mérésére használtak. Pierre 1883-tól a párizsi Fizikai és Kémiai Ipari Iskola szerény laboratóriumában dolgozott, itt fedezte fel, hogy a ferromágneses (vashoz hasonló tulajdonságú) anyagok egy adott hőmérsékleten elvesztik ilyen tulajdonságukat, ezt a hőmérsékletet ma Curie-pontnak nevezik.

1894-ben találkozott a Párizsban tanuló lengyel Marie Sklodowskával, akivel pillanatok alatt egymásba szerettek. A következő évben összeházasodtak, s ezzel fantasztikus tudományos együttműködés vette kezdetét. Marie, aki férje laboratóriumában kapott állást, doktori értekezésének témájául a Becquerel-sugarakat választotta. (Henry Becquerel 1896-ban fedezte fel, hogy az urán sugárzást bocsát ki magából.) Madame Curie nevezte el a jelenséget radioaktivitásnak, s kimutatta a tórium sugárzását is.

A kutatásba kristályfizikai munkáját félretéve Pierre Curie is bekapcsolódott. 1898-ban jelentették be az új radioaktív elem, a polónium felfedezését, majd még ugyanebben az évben megtalálták a rádiumot is. Az urántartalmú szurokércből rendkívül mostoha körülmények között, fáradságos munkával kinyert új elem olyan erősen sugárzott, hogy a sötétben is látható volt.

Pierre Curie a rádium által kibocsátott sugárzást mágneses térben vizsgálva bebizonyította, hogy e sugárzásban pozitívan és negatívan töltött, valamint semleges részecskék is vannak (Ernest Rutherford ezeket később alfa-, béta- és gammasugaraknak nevezte el). A sugárzásokat kalorimetriás módszerekkel tanulmányozta, s a rádium élettani hatásainak megfigyelésével megteremtette a rádiumkezelés alapjait is. A Curie házaspár eljárását szabadalom nélkül közkinccsé tette, holott abból meggazdagodhattak volna.

A radioaktivitás felfedezéséért 1903-ban (Becquerellel közösen) fizikai Nobel-díjat kaptak. Pierre Curie 1904-től a Sorbonne professzora, 1905-től a Francia Akadémia tagja volt. Amikor 1906. április 19-én egy párizsi utcán halálra gázolta egy társzekér, még nem volt 47 éves. Tanszéke vezetését felesége vette át, ő 1911-ben máig egyetlenként a kémiai Nobel-díjat is megkapta, s a sugárzások okozta fehérvérűségben halt meg 1934-ben. Lányuk, Iréne Curie is kiemelkedő fizikus volt, férjével, Fréderick Joliot-Curie-vel 1932-ben fedezték fel a mesterséges radioaktivitást és ezért Nobel-díjat kaptak. (4)