这样，他们在家庭收入方面就比以前强多了，至少不会再为超支发愁了。但他们的实验条件仍然没有丝毫的改善，玛丽由于每周两次去女子高师讲课，而且她的认真精神使她要花不少时间备课，这使得她比以前更忙了。
皮埃继续向有关方面争取更好的实验条件，他们有了更紧迫的感觉，因为国外有一些设备比他们好得多的实验室也正在为提取纯放射性元素而奋起直追，如果他们的条件不能得到改善，而又为教学疲于奔命的话，说不定他们最终会落到国外科学家的后面，那几年来的拼死奋斗就会化为泡影。居里夫人在自传中伤心地写道：
进行过类似奔走的人，都知道在经济上和行政上遇到的那些困难，也清楚为了要得到最小的好处必须写多少呈文，进行多少拜访和申请。皮埃·居里因此很疲倦而且很沮丧。
这种毫无效果或效果甚微的奔忙，不仅影响了他们的工作效率，而且也影响了他们的健康。
正在居里夫妇含辛茹苦、异常艰难地在法国拼搏时，他们最强劲的对手卢瑟福，正在加拿大麦克吉尔大学优越得多的条件下奋起直追。1902年2月5日，在“激战方酣”之时，卢瑟福在一封信中写道：
我眼下正忙于起草将要发表的报告，还要继续做新的实验。我不能停下来，总有一些人要想尽办法超过我。在这个领域里，我最强劲的对手是巴黎的贝克勒尔和居里夫妇。近年来，居里夫妇在放射性物质方面已经完成了一项极其重要的工作。
卢瑟福没有说错，居里夫妇正在做最后的冲刺，成功在望。居里夫人用她自己创造的分步结晶法先从每吨沥青铀矿中提取10到20公斤的硫酸钡，然后把硫酸钡变成氯化物。这些氯化物的含镭量大约是万分之三。到1902年初的某一天，居里夫人终于把提炼出来的1/10克的纯净镭盐送到德马尔赛那儿，请他对提纯物是否纯净进行检验。
1902年3月28日，她在记录本上兴奋地写下：
Ra=225．93，即一个镭原子的重量。
当这几千次分步结晶的产物最终提炼出来时，他们两人虽然已经精疲力竭（玛丽体重减少了7公斤），但他们的兴奋之情真难于言表！这天夜晚，玛丽上楼走进婴儿室，想看看女儿伊伦娜睡着了没有。下楼后，她又穿上衣服准备出门，皮埃知道她又想到实验室去看她的“宝贝”，于是也戴上帽子跟了出来。外面漆黑一片，他们顺着几年来闭着眼也会走的路来到他们的棚屋，打开门走进去。
玛丽轻声说：“千万不要开灯……你瞧！”
“宝贝”就在他们面前的桌子上，一缕略呈蓝色的荧光在那儿愉快地闪耀着，宛若神话中的小仙子在黑暗中向她挥手致意。
“我的梦应验了……我曾多少次在梦中看见它熠熠发光，现在它果然发光了……”
两人找到一张有草垫的椅子坐下，面向那发出神秘荧光的地方。玛丽身体微向前倾，热切地望着小仙子体内流溢出的寒光。玛丽无声地抽泣起来，皮埃用手轻轻地抚摸着她的头发。他们俩就这样静静地坐着，看着那小仙女翩翩起舞……居里夫人把最终测定的镭原子量，在法国科学院以《论镭的原子量》为题宣布了。
科学界再也没有人怀疑镭的存在了！虽然纯金属镭还没有提炼出来，但镭有它的特征光谱，有确定的原子量，和它所特有的种种奇异特性，还能怀疑它不是一个新元素吗？
居里夫妇终于引起了法国和世界各国科学界的极大重视，在法国，他们两人一时成了巴黎各个豪华沙龙的中心话题。法国科学院立即拨款2万法郎，用于“提炼放射性物质”。
无孔不入的记者们也开始把他们的目光瞄向这两位贫困而卓越的科学家。他们报道说：神奇的、可以治疗癌症的镭，是由一位年轻的贤妻良母历经4年极其艰难的努力，才获得最终成功的——而那发现镭的地方竟是一间漏雨的破棚子！这些报道像火把一样瞬间点燃了巴黎人高度丰富的想像力。各种各样虽带着崇敬但极度夸张的故事，不胫而走。科学史早已告诉我们：当一项发现与治疗人类疾病相关时，这项发现和它的发现人就越是容易在大众中造成轰动。居里夫妇一夜之间成了1902年的明星。一份报纸上登出大幅广告：
本世纪最奇异的发现：
镭液保护头发不再脱发根治秃顶不再白发就在他们取得辉煌成就的时候，1902年5月从华沙传来噩耗，说玛丽的父亲因胆囊开刀出了意外，要玛丽马上赶回华沙。玛丽心急如焚，恨不得立即赶回华沙，回到父亲身边。她欠父亲的情太多了！如果在他老人家生前还不能看一眼心爱的小女儿，那上帝真是太残酷了！可是，办理出国护照手续繁多，等了好几天她才坐上东去的火车。玛丽知道她可能无法见到父亲最后一面了，就急忙发了一封电报给家里，求家人无论如何等她回华沙后再下葬。
哥哥、姐姐们听从了妹妹的这一要求，使玛丽在赶到家中时，见到了已放进棺材的父亲，父亲那毫无表情的脸似乎因为在临死前没有见到小女儿而万分遗憾。玛丽一头扑到父亲的身上，失声痛哭起来：
“爸爸，请你饶恕不孝的玛丽吧，我不该成为法国人，我为什么要留在法国……我一毕业就该马上回到你身边和你一起生活，照料可怜的爸爸……我早就期盼着这一天，但我却硬着心肠没有做到这一点……请爸爸原谅我吧……原谅我这不孝的女儿吧……”
哥哥和姐姐们好不容易才把玛丽从父亲身边拉开，并且劝说道：
“当爸爸知道你给你发现的第一个元素取名为钋时，爸爸高兴得流了泪，和我们一起举起葡萄酒干杯，还高喊‘波兰万岁’呢。”
“玛丽，你看看爸爸临终前给你留下的信吧。看了信你也许就不会那么伤心了。”
玛丽拭去眼泪，从姐姐手中接过信，默默念着那用颤抖的手写出来的字，完全不像父亲平时那美丽而潇洒的字。信上写道：
你现在有纯镭盐了！若是计算一下所费的劳力，这确是化学元素中最贵重的元素了。但这件工作似乎还只有理论上的价值，实在是太可惜了。
华沙没有什么新鲜事，天气温和，仍很清凉。现在我必须回到床上躺下，因此我将结束这封信，并且亲切地拥抱你……斯可罗多夫斯基先生如果再多活一年零7个月，他就会知道他的女儿为波兰人争得了更大的光荣——获得1903年诺贝尔物理学奖！那时他该会多么自豪、多么高兴啊！上帝对于斯可罗多夫斯基先生的怜悯，似乎是太吝啬了一点。
玛丽遭此沉重打击回到巴黎后，身体迅速垮了下去。她吃不进饭，睡不着觉，还常常因梦游症在室内走来走去。皮埃吓坏了。这时皮埃也正陷于沮丧之时，事情的起因是在他的朋友马斯卡尔的一再坚持之下，皮埃终于被说服同意竞选科学院院士，物理学部一致赞成他入选，看来皮埃当选应该没什么问题了。但由于当时竞选科学院士时，申请人必须到每个院士家登门拜访，除了向他们表示敬意以外，还得在他们面前自吹自擂一通才行。这种呼朋引类、看人眉睫的俗不可耐的风气，很为一些正直的学者们所反对，皮埃更是其中的激进者，这使一些院士大为不满。结果，他以20对23票落选了。这次事件对他的影响很大，其中恐怕不仅仅是因为落选，很可能他对于自己的行为感到恶心，因为他虽不情愿，但毕竟屈从了旧势力，低三下四去拜访他并不想拜访的一些院士。一位法国记者曾这样描述皮埃为竞选院士而必须做的事：
上楼梯，按门铃，报到，说明来意，这一切使这位候选人已经感到丢脸。然而，接着他必须先为自己唱赞歌，夸耀自己的知识、著作及工作，而在他看来，这是对人类力量的一种苛求……”总之，在落选后他变得心灰意懒、英雄气短，全身疼痛的毛病也似乎更严重起来。皮埃的沮丧也可能是引起居里夫人失眠、轻微梦游的原因之一。她常常盯着他，心中忐忑不安，但又无可奈何。
有一天，玛丽突然惊慌地对皮埃说：
“皮埃……如果……如果我们两人中死了一个，那么剩下的一个也不可能继续活下去，是吗？我们两人是不能分开的……”
皮埃开始不知她说的是什么意思，等明白后，他十分坚定地对玛丽说：
“你错了，玛丽。如果我们两人之中有一个不在了，那研究也不能中止。你要明白，你要记住，我们的研究不仅仅是属于我们两个人的，科学家没有权利背弃科学这个终极目标，无论发生什么事，一个人即使成了没有灵魂的身体，还是应该照常工作。”
居里夫妇的困境，引起了他们许多朋友们的难过和关注。里尔大学物理教授萨尼亚克曾写了一封感人肺腑的信给皮埃。信中他写道：
1903年4月23日，星期四清晨。我请您不要忘记我是您的朋友。您的朋友，当然，是您一个年轻的朋友，但总算是您的朋友吧。正因为如此，我希望您耐心读完我的信，然后认真想一想。
当我在物理学会遇到居里夫人的时候，我被她容貌巨大的改变震惊了。我知道她正在写博士论文，工作太辛苦，论文答辩后她一定会安安静静地休息一下。但是，她的身体实在太弱了，根本不能如此不顾一切地干，如果我像你们两人那样干，我恐怕早就躺下了。我这样说是为了说服您，你们两人几乎都没吃过什么有营养的东西。我有幸同你们一起吃过一次饭，我发现居里夫人只吃两片香肠，喝了一杯咖啡。请想一想，这样下去身体怎么能好得了呢……她满不在乎，或者说固执己见，不听人劝告。请您不要用这作为借口，说无法说服她。我可以预见您会这样顶撞我：“她根本不饿！她是大人，知道自己该怎么做！”
但她现在完全不像个大人，而像一个小孩子。我这么直率地说出来，是因为我相信我说的是对的，还因为我是你们的朋友。其实很容易看出来，她是在做一件愚蠢的事。你们几乎从来不好好吃饭，想什么时候吃就什么时候吃，通常还吃得太晚。长此以往，胃就会失去它应有功能。当然，偶然一次因工作需要那也未尝不可，但经常为此则切切不可……你们不爱伊伦娜吗？我呀，宁愿看看这位可爱的小姑娘，而绝不会去整日读卢瑟福那些枯燥的论文。替我拥抱一下她。如果她年岁大一点，她会同意我的想法的，也会对你们说同样的话的。想一想她吧……朋友们不仅为他们的处境担心，而且出谋划策想改善他们的境遇。阿佩尔甚至请求皮埃做件好事，同意于1903年7月14日被推荐为荣誉勋位团的一员。阿佩尔还写信给居里夫人：
请您运用您的影响，让皮埃不要拒绝荣誉勋位的推荐。这件事本身的确并不重要，但是它会产生实际的效果——实验室、拨款等等，这才是最重要的。
但刚正不阿，不再愿意阿谀献媚、曲意逢迎的皮埃坚决不干，他回信给阿佩尔说：
“请您代我向部长致以谢意，并请转告他，我不需要勋位，我最迫切需要的是一个实验室。”
