Die polnische Physikstudentin Marie Sktodowska kommt Ende des 19. Jahrhunderts durch einen Protegé an der Pariser Sorbonne in Kontakt mit dem berühmten Wissenschaftler Pierre Curie. Die beiden heiraten, und im Zuge der gemeinsamen Arbeit entdeckt Madame Curie 1902 ein radioaktives Element. Ihre Forschungen werden mit dem Nobelpreis für Physik geehrt. 1911 erhält sie einen weiteren Nobelpreis: diesmal auf dem Gebiet der Chemie. Nach dem Tod ihres Mannes setzte sie die Erforschung des Radiums allein fort.
Mervyn LeRoy schuf eine spannend und sorgfältig inszenierte Wissenschafts-Biographie, die allerdings nicht immer auf Hollywood-typische Kitschsequenzen verzichtet. Hauptdarstellerin Greer Garson etablierte sich mit diesem Film endgültig als große Charakterdarstellerin.