Niedługo potem 24-letnia Skłodowska wyruszyła najtańszym pociągiem do Paryża. W autobiografii wspomina: Istnieją, chwalić Boga, na niemieckich kolejach znakomite wagony klasy czwartej, bez przedziałów wprawdzie, tylko z ławkami wzdłuż ścian, ale od czego mały stołeczek składany? Wysiedziała na nim cztery doby. W pokoiku w dzielnicy łacińskiej – tym na poddaszu z jednym stołkiem i kuchenką spirytusową – żyje za trzy franki dziennie z pieniędzy od Brońci. Czasem posili się kawałkiem czekolady, czasem pójdzie do baru na dwa jajka. Zdarza jej się zemdleć z głodu, ale utrzymuje, że to z przemęczenia. Bo uczy się bez przerwy, po kilkanaście godzin dziennie. Wśród braci studenckiej musi uchodzić za dziwoląga; w owym czasie słowo étudiante (studentka) na Sorbonie w naturalny sposób znaczy też „kochanka”. Panowie z wyższych sfer zaczytują się książką Fizjologiczne ograniczenia umysłowe kobiety, a zamykanie samodzielnie myślących żon w zakładach dla obłąkanych jest w dobrym tonie.

Mania konwenanse te łamie jakby przy okazji. Chcąc szybko zdobyć wiedzę i wracać do Warszawy, kierunek „fizykalny” kończy jako pierwsza kobieta na Sorbonie. W dodatku licencjat ten zdobywa w rekordowym czasie, po roku nauki, i to z pierwszą lokatą! Rok później, w 1894 r., (z drugą lokatą) dostaje licencjat z matematyki. O życiu uczuciowym przyszłej noblistki kolejny raz decyduje konieczność zdobycia pieniędzy na naukę. Do badań magnetycznych właściwości metali zachęca mademoiselle Skłodowską stypendium dla ubogich studentów. Jako że Maria zawsze działa z rozmachem, zaczyna szukać laboratorium, w którym zmieści się jej aparatura badawcza. Przyjaciel rodziny aranżuje więc spotkanie z 35-letnim zagorzałym kawalerem, który mógłby udostępnić jej pomieszczenie do badań i fachową wiedzę. Niejaki Piotr Curie uchodzi za niezłego naukowca, który o kobietach mawia, że emanują niezdrowym erotyzmem i odwodzą mężczyzn od realizacji wzniosłych ideałów. Jest totalnym przeciwieństwem romantycznego zawadiaki. Dla Mani zawarcie znajomości z Piotrem, wynalazcą kilku precyzyjnych instrumentów, które mogą okazać się pomocne w jej pracy, to okazja do dalszej nauki. Szybko docenia jego światły umysł, cieszy się z możliwości korzystania z dużego lokalu do eksperymentów. Stawia sobie za cel zdobywanie wiedzy i dąży do niego z szaleńczą pasją. Jej zaangażowanie zniechęciłoby niejednego kawalera, lecz na Piotra działa jak magnes.

Zaczynają razem pracować, on coraz częściej odwiedza ją (bez przyzwoitki!) w pokoiku na mansardzie, gdzie wspólnie ślęczą nad papierami i rozsupłują naukowe zagadnienia. Ani jedno, ani drugie zdaje się nie dostrzegać, że działają wbrew regułom towarzyskim stojącym na straży reputacji kobiety. Maria daje się ubłagać, że nie wróci do Warszawy do ojca i po roku znajomości w lipcu 1895 r. biorą skromny, dość nieszablonowy ślub – bez welonu, obrączek, wesela i intercyzy. Tę ostatnią uznają za całkiem zbędną. Za żadnym z nich nie stoi wielka (a nawet niewielka) fortuna. Miesiąc miodowy spędzają na rowerach. Te modne nowinki dla śmiałków kupili za pieniądze z podarku ślubnego. Model z łańcuchem nazywany „bezpiecznym” wymyślono zaledwie kilka lat wcześniej. Od tej pory wycieczki na bicyklach staną się ich ulubioną rozrywką. Państwo Curie pracy naukowej podporządkowują życie. Całe dnie spędzają w laboratorium, nocami ślęczą nad książkami. Są tak pochłonięci badaniami, że nie chcą nawet do ich nowego trzypokojowego mieszkania wstawić kanapy czy foteli. Wszak czyszczenie i trzepanie mebli zajmowałoby Marii zbyt wiele cennego czasu! Gości i tak nie zamierzają przyjmować, bo po co?