玛丽·居里夫人（裴淳华饰）是一名波兰妇女在19世纪90年代试图在法国立足，她任性强，不愿服从统治科学界的老男人的命令。为了通过发现一种新元素来留下自己的印记，于是玛丽找到了一位仰慕者和自愿帮助她的伴侣皮埃尔·居里（萨姆·赖利饰），他自愿为玛丽奉献，并获得了完整的艰苦研究和实验的机会。婚后跟丈夫皮埃尔·居里共同找到了钋和镭，创造了“放射性”一词，这引起了他们的关注和尊重，他们发现新放射性元素获得诺贝尔奖的肯定。然而在丈夫意外身亡后，因为婚外恋而深陷社会谩骂风波的她，她要在科学与家庭之间找回归属，并拿下她的第二座诺贝尔奖。