Мария очень тяжело переживала смерть мужа, но, собрав всю свою волю, отказавшись от пенсий, решила продолжать начатое дело. Руководство Парижского университета предложило ей кафедру Пьера Кюри. Это был беспрецедентный случай. Впервые в истории Франции женщина стала преподавателем высшего учебного заведения. Ее первая лекция собрала огромное количество слушателей: студентов, друзей, репортеров и просто любопытных, пришедших поглазеть на знаменитость. Она продолжила последнюю лекцию Пьера с того места, где он ее окончил.

В 1910 году Шведская Академия наук вторично присуждает Склодовской-Кюри Нобелевскую премию за получение чистого радия и измерение его атомного веса. В это же время М. Кюри тяжело заболела. Только заботы друзей и родных спасли ее. Приступив снова к работе, она прилагает много усилий для создания лаборатории, которая удовлетворяла бы современным требованиям науки. Наконец, принимается решение о создании Института радия. Поводом для этого послужило предложение директора Пастеровского института создать в нем специальную лабораторию для Склодовской-Кюри, с тем, чтобы она оставила Сорбонну и перешла работать в институт Пастера. Парижский университет посчитал невозможным лишиться такого блестящего исследователя. В результате университет и Пастеровский институт, разделив расходы пополам, создают Институт радия, состоящий из лаборатории, радиоактивности и лаборатории по биологическим исследованиям и радиотерапии.

М. Кюри с большим воодушевлением принимает участие в строительстве, которое

было закончено лишь в 1914 году. Во время войны она руководит всей рентгенологической службой Красного Креста Франции, проявляя при этом огромную находчивость, трудолюбие и изобретательность. Вместе с нею работает рентгенологом и ее 17-летняя дочь Ирен. С 1916 по 1918 год они обучили сто пятьдесят сестер рентгенологов.

Окончилась война, и Мария Кюри вернулась в свою лабораторию, ставшую вскоре научным центром, который оказал влияние на всех французских специалистов по радиоактивности и ядерной физике. Дочь Ирен начала работать в ее лаборатории над диссертацией. В 1925 году по рекомендации Ланжевена Мария Кюри берет себе в лабораторию нового сотрудника — бывшего студента Школы физики и химии Фредерика Жолио, ставшего вскоре мужем Ирен и впоследствии крупнейшим французским ученым.

В 1932 году Склодовская-Кюри была избрана членом Медицинской академии, наук Франции. Академики в нарушение традиции по своей инициативе избрали в свою среду женщину.

В лаборатории Склодовской-Кюри работали исследователи из разных стран. Так, в течение двух лет в Радиевом институте практиковался известный советский физик академик Д. В. Скобельцын, подружившийся с Фредериком и Ирен Жолио-Кюри. Материальные субсидии, выдаваемые лаборатории, по-прежнему оставались очень скудными. Личные средства М. Кюри оказались ничтожными, так как свою Нобелевскую премию она вложила в военные займы. К тому же курс франка после войны сильно упал, и деньги обесценились. Для систематической научной работы в Радиевом институте необходим был чистый радий, который в то время стал самым драгоценным элементом в мире, в сто тысяч раз более дорогим, чем золото. Добытый собственноручно грамм радия М. Кюри отдала во время войны на нужды медицины. Несмотря на трудности, работала ока самоотверженно; не считаясь со здоровьем, продолжала свои научные исследования.

Болезнь глаз (катаракта) и перенесенные в связи с этим четыре операции в значительной мере мешали работе. Долгое время Кюри скрывала свое заболевание от сотрудников, не желая оставлять работу, но зрение все ухудшалось, и ей пришлось согласиться на операцию. Как только зрение возвратилось, она продолжила работать.

Длительное радиоактивное облучение, которому подвергалась М. Кюри в течение своей долголетней работы с радием, привело к возникновению у нее злокачественной анемии, от которой она скончалась в 1934 году.