Al poco tiempo de que el matrimonio formado por Marie Curie (Karolina Gruszka) y Pierre Curie (Charles Berling) obtuviera el Nobel de Física, Pierre muere en un trágico accidente. Sola con dos niños, la treinteañera Marie se aferra a sus estudios científicos en un mundo dominado por los hombres, conviertiéndose en la primera mujer en recibir una cátedra en la Universidad Sorbona de París. Cuando se enamora de un científico casado e inicia una aventura con él, la mujer de éste, celosa, hace pública su relación, al mismo tiempo que se anuncia su premio Nobel de Química. En lugar de disfrutar de la fama que se ha ganado por su portentoso trabajo de investigación, Marie se ve difamada por cometer adulterio.