Кюри е родена през 1867 г. във Варшава под името Мария Саломея Склодовска. На 24-годишна възраст заминава да учи в Париж заедно с по-голямата си сестра Бронислава. През 1893 г. завършва физика, а година по-късно – и математика.

Тя среща съпруга си – изтъкнатия учен Пиер Кюри, през 1894 г. в Сорбоната, където той преподава в катедрата по физика и химия. По това време тя проучва магнитните свойства на стоманата. Взаимният им интерес към магнетизма ги привлича като магнити един към друг. Година по-късно вече са женени.

Двамата имат две дъщери. Едната от тях - Ирен Жолио-Кюри и съпругът й Фредерик Жолио-Кюри печелят Нобелова награда за химия през 1935 г. за откритието, че на алуминия може да се придаде радиоактивност с помощта на алфа лъчи. По-малката дъщеря Ева по-късно пише биографията на майка си.