来法国读书后，玛丽亚将名字改成了更符合法语风格的“玛丽”。她进入了梦寐以求的巴黎大学就读，却一下遇到了学业上的困难：过去担任家庭教师时，她自学得到的知识很不系统；在“流动大学”尝试做的一些实验，远不能与同学们所受的扎实训练相提并论。但玛丽不仅较常人更为刻苦，还有超群的记忆力作为辅助；她花几个月的时间，将功课逐渐赶了上来。到她毕业时，成绩已经十分优秀了。

毕业后，玛丽接到的第一个科研任务是调查各种钢铁材料的磁性。她已经开始着手研究了，但是要将研究继续下去，需要用到笨重的设备。她目前所用的实验室已经很挤了，不知道怎么办才好。她把自己的烦恼向一位波兰朋友科瓦尔斯基先生说起，科瓦尔斯基略加思索，告诉玛丽他另有一位熟人皮埃尔·居里，是位物理学家，说不定他那里有更大的实验室。科瓦尔斯基先生安排他们见面，于是，在这位先生的家中，玛丽初次和皮埃尔·居里邂逅了。

玛丽这样描述他们见面的情形：“我进屋的时候，皮埃尔·居里正站在通往阳台的落地窗前。虽然他当时已经35岁了，可我觉得他还很年轻。他那外表稍带不经意的庄重姿态和清澈的目光打动了我。……我们开始交谈，很快就十分投机。谈话题目是一些科学方面的问题，我喜欢就这些问题询问他的看法。”

由于对科学事业的共鸣，两人之间产生了感情。但玛丽心中怀有救国的理想，不会轻易答应留在巴黎和皮埃尔结婚。皮埃尔则答应，未来去波兰谋个职业，为她的祖国作出贡献。如此真诚，终于打动了玛丽。1895年7月26日，玛丽从此成为“居里夫人”。