在发现钋元素之后的第五个月，居里夫妇又发现了一种新元素。这种新元素是在沥青铀矿中发现的，比铀的放射性还要强百倍，玛丽叫它“镭”。
这个消息使物理界和科学界都震惊了。居里夫妇竟然接连发现了两种新元素，这不能不让人刮目相看。
然而，科学是实实在在的，科学家们对于一种新的元素，只有在看见了它，接触了它，称过它，检查过它，用酸加以对比，并确定了它的“原子量”之后，才能确信它的存在。
可直到现在，还没有人看到过镭，没有人知道镭的原子量，因此，忠于原则的科学家们说：“没有原子量，就没有镭，把镭指给我们看，我们就相信你们。”
钋和镭藏在一种很贵重的沥青铀矿中，对于居里夫妇来说，几吨沥青铀矿的价格太昂贵了。
他们终于想出了一个好主意，据他们预测，沥青铀矿在提炼玻璃用的铀盐后，矿物里所含的微量元素钋和镭一定仍然原封未动，因此可以用提炼过的残渣来做实验。
于是，居里夫妇请一个奥国同行帮忙，联系到了圣的阿希姆斯塔尔矿的厂主，请求购买残渣。
厂主是一个爽快的人，他说：“只要你们出运费就行，我把这些残渣都送给你们了！”
玛丽夫妇十分高兴，立即从他们很少的积蓄中提出一部分钱，用来做运费。原料问题解决了，下一步，得想办法找到存放残渣的库房和提炼室。
他们想：在巴黎众多的建筑物当中，难道就没有一处可供他们做实验用吗？
事实证明，他们几天来的奔走都是徒劳无功的。最后，他们又回到了比埃尔任教的理化学校，校长舒尔勃格先生想了很久，终于想出了一个地方：“实验室旁边有一个闲置的棚屋，你们去看看能不能使用吧！”
这是一个小木板屋，以前是医学系的解剖室，玻璃屋顶残缺漏雨。很久以来，人们都嫌这个地方不适合工作，所以一直空着。没有一个工人愿意在这样的地方工作。
玛丽和比埃尔却觉得这是个好地方，他们向校长表示了感谢。
夫妇俩使出全身力气把棚子清理了出来。
这时，一辆载重马车装着满满的大袋沥青铀矿残渣，停在了理化学校的门前。
玛丽按捺不住心中的兴奋，立刻跑上前打开一个口袋，伸出双手摸着那掺有松枝的褐色废渣，像欣赏宝贝一样。
镭就藏在这里面，玛丽要从这里面提炼出镭来。为了这个目标，她必须炼制一座山那样多的残渣。
比埃尔笑着说：
“玛丽，你现在可要变成一个强壮的男子汉一样才行呀！”
清晨，玛丽顾不上梳头，穿上粗布工作服就来到棚外工作。无论寒风多么凛冽，雪花如何狂舞，她都会准时来到，先是点燃柴木，烧热大铁锅，接着往锅里倒进沥青渣。她手握一根比她还高的大粗铁棍，用力地搅拌着。
随着残渣变成了糊状的黑色液体，玛丽的手也常被铁棍烫出了大泡。这些还可以忍耐，可当沸腾的残渣冒着一个一个大气泡，散发出一股股浓浓的黑烟的时候，她眼泪鼻涕一起流了下来。
最后，玛丽再把沸腾的残渣舀进一个个大罐里，放到棚子里去沉淀。
每天，玛丽都无休止地重复着这些繁重的劳动。她的皮肤全部变成了黑色，双手也是伤痕累累，胳膊和脚都肿了。
在这期间，比埃尔一有时间就跑来帮妻子干活儿。眼看着玛丽的身体一天天衰弱下去，比埃尔的内心充满了痛楚。
可是，玛丽是不会停下来休息的。她仍旧天天站在那口大铁锅前面搅拌着。终于，８吨的残渣全部炼完了，她终于可以松一口气了。
接着，玛丽又把那一大罐一大罐的溶液继续提炼提纯。
１９０２年４月，３５岁的玛丽终于在４年的日夜苦战之后，从８吨沥青铀矿残渣中，提炼出了十分之一克的镭。
那天晚上９点多钟，玛丽给女儿洗完澡之后，坐在灯下给女儿缝衣服。但是，她刚缝了几针，就不安地站了起来，很兴奋地说：“比埃尔，我们一起去实验室看看吧，我总觉得好像有什么事情要发生。”
比埃尔正巧也有同感。于是，两个人穿上外衣，轻轻地溜出了屋。
当比埃尔要打开实验室门的时候，玛丽突然问：
“你想过镭会是什么颜色吗？”
比埃尔顺口回答说：“一定十分漂亮！”
玛丽像个顽皮的小女孩似的，轻声对比埃尔说：“我们不要点灯！”
说着，他们打开了门。“看哪……看哪！”玛丽惊叫道：
只见在黑暗中，那些放在桌子上的玻璃容器里，一种从没见过的淡蓝色的荧光在不停地闪耀着。
玛丽双手合十，跳着嚷道：“太美了！太漂亮了！”
这天晚上，居里夫妇兴奋得很晚才睡着。因为终于找到了镭，可以证明镭的存在了。
心得·启迪
从发现镭到证明镭的存在，居里夫人克服了重重困难，经过辛苦工作才从8吨残渣中提取到十分之一克的镭，这正印证了那句话：科学从来没有平坦的大道，只有不畏艰难险阻才能成功。