Kolem roku 1920 začala Curieová a mnoho jejích kolegů trpět příznaky rakoviny. Curie začala ztrácet zrak. Operace šedého zákalu, které se jí snažily vrátit zrak, nepomohly. Curieová věděla, že příznaky mohl způsobovat prvek (radium), který objevila, ale nechtěla to přiznat sobě ani ostatním. Na počátku 30. let se zdravotní stav Curieové začal rychle zhoršovat. Lékaři jí diagnostikovali zhoubnou anémii. Perniciózní anémie je chudokrevnost, která se objevuje, když je někdo nadměrně vystaven záření. Lékaři neřekli veřejnosti ani samotné Curieové, co se děje. Dne 4. července 1934 ve věku 66 let zemřela v sanatoriu ve francouzských Alpách. Poté byla pohřbena vedle svého manžela ve francouzském Sceaux. Marie Curie byla fyzik a chemik, který se nejvíce proslavil svou prací o radioaktivitě; objevila však také prvky polonium a radium. Získala dvě Nobelovy ceny - jednu za fyziku, kterou získala společně se svým manželem a Henri Becquerelem, a druhou za chemii - a byla první osobou, která získala dvě Nobelovy ceny. Dodnes je jednou z pouhých čtyř lidí (spolu s Linusem Paulingem, Johnem Bardeenem a Frederickem Sangerem), kterým se to podařilo. Curieová se zasloužila o vytvoření teorie radioaktivity, ale bohužel také nevědomky objevila, že radioaktivita může mít fatální vliv na zdraví; zemřela 4. července 1934 na aplastickou anémii způsobenou ozářením.