С 1 мая 1906 года ей было доверено продолжить преподавательскую работу ее мужа в Сорбонне. Спустя два года она была назначена профессором и получила кафедру. Она стала первой женщиной, которая заняла такое место во французском университете. Ее лекции по радиоактивности, вышедшие вскоре отдельной книгой, получили всемирную известность.

В лаборатории Мария Кюри работала прежде всего над совершенствованием методов измерения, так как повышение точности измерения имело большое значение для прогресса исследований. За выдающиеся заслуги в исследовании радия и, в особенности, за выделение чистого металлического радия она в 1911 году второй раз получила Нобелевскую премию. Премия была присуждена в области химии. На этот раз она ни с кем не делила ее.

Грета Оствальд, старшая дочь химика, присутствовавшая вместе со своим отцом на нобелевском докладе Марии Кюри, очень живо описала в книге воспоминаний свои впечатления от этого выступления: "Крохотное личико с необыкновенно круглым выпуклым лбом и мелко завитыми редкими волосами походило на гравюру Кэте Кольвиц, так много было в нем тихой скорби. Докладывала она с предельной внутренней сосредоточенностью, по-деловому просто. Казалось, ей стоило огромных усилий говорить, а после окончания она тотчас же была принята в ласковые заботливые руки ее дочери Ирэн и приехавшей вместе с нею сестры, выглядевшей гораздо более крепкой. Я не видела ее в те дни ни разу без этой заботливой охраны, которая успешно оберегала ее от назойливых вопросов".

Незадолго до этого кандидатура Марии Кюри в Парижскую Академию наук была отклонена решением большинства членов Академии.

Она очень неохотно наносила многочисленные визиты, которые обязан был делать кандидат. "Моя кандидатура, - писала она в автобиографии, - возбудила живой интерес и принципиально поставила вопрос об участии женщин в Академии. Многие члены Академии противились этому и в конце концов для моего избрания не хватило нескольких голосов". Не подлежит сомнению, что поводом для отклонения послужили также причины личного, политического и мировоззренческого характера, хотя Мария Кюри умолчала об этом. Она лишь заверила: "Я никогда не стану вновь выдвигать свою кандидатуру".

Такая позиция большинства членов Парижской Академии принесла ей так же мало славы, как и за десять лет до этого, когда поначалу было отказано в избрании Пьеру Кюри, и как десять лет спустя, когда тридцать членов Академии в слепой ненависти к немцам заявили, что они покинут зал, если войдет Эйнштейн, который был приглашен принять участие в заседании Академии.

Парижская Академия, если обратиться к истории подобного рода учреждений, не одинока в принятии ошибочных решений. Прусская Академия наук некогда отказалась принять в свои ряды Фихте, а в 1938 году один из ее президентов публично заявил, что у Академии нет повода сожалеть о выходе Эйнштейна.

Известное удовлетворение получила Мария Кюри, когда в Варшаве была организована радиевая лаборатория. На ее открытие в 1913 году Кюри вновь, после долгих лет, приехала в свой родной город. В переполненном зале она впервые делала научный доклад на родном польском языке. Эта поездка вновь живо пробудила ее патриотические чувства.

"Эта бедная, угнетаемая варварским и бессмысленным режимом страна действительно многое делает для сохранения своих традиций и своего духа", писала она впоследствии. Через десять лет она заметила в автобиографии: "Незабываемым остается для меня величие духа моего народа, который в очень тяжелых политических условиях оказался способен на столь полезное дело".

Ее старания оборудовать радиевую лабораторию в Париже в конце концов увенчались успехом. Сорбонна и Пастеровский институт совместно построили Радиевый институт на улице, названной именем Пьера Кюри. Наряду с физическим отделением, которое служило дальнейшим исследованиям радиоактивных веществ и находилось под руководством Марии Кюри, имелась медико-биологическая лаборатория, предназначенная для выяснения биологического и терапевтического действия радиоактивных веществ.

Война, развязанная империалистами великих европейских держав - в первую очередь германским финансовым капиталом, - прервала исследовательскую работу в Радиевом институте. Все ученые должны были нести военную службу. Когда немецкие армии неудержимо устремились вперед и над Парижем нависла угроза вторжения, Мария Кюри лично перевезла находившийся у нее драгоценный грамм радия в Бордо, куда перенесло свое местопребывание французское правительство. Там он хранился в сейфе банка; он не должен был ни в коем случае попасть в руки врага. Сама она незамедлительно возвратилась в Париж. Позднее радий был использован для лечения раненых.

В эти годы Мария Кюри поставила весь свой большой талант организатора и всю энергию на службу французскому здравоохранению, которое было недостаточно подготовлено к войне. Под ее руководством было создано двести стационарных рентгеновских установок. Двадцать передвижных рентгеновских аппаратов она оборудовала сама и передала их армии для использования в прифронтовых госпиталях. Это большей частью были легковые или грузовые автомобили, предоставленные для этой цели богатыми людьми и крупными фирмами и переоборудованные по ее указаниям. Вместе с ними она выезжала в прифронтовые госпитали северного и восточного французских фронтов.

Так как шоферов не "хватало, она сама научилась водить автомобиль, а в случае необходимости становилась и автомехаником. Ее непритязательность была достойна удивления. "Вряд ли какая-нибудь другая женщина с именем причиняла бы так мало забот, - писала Ева Кюри. - Она забывает о завтраке и обеде, спит где придется - в комнатушке медицинской сестры или же, как это было в Гугштадтском госпитале, в палатке. Студентка, некогда мужественно переносившая холод в мансарде, легко превратилась в солдата мировой войны".

Социально-экономическую подоплеку империалистической войны, в которой были виновны и правящие классы Франции, Мария Кюри представляла себе в столь же малой степени, как и большинство ученых воюющих стран. Однако она не принадлежала к тем ученым, которые - по меткому выражению Эйнштейна - с началом войны повели себя так, как будто у них ампутировали головной мозг. Любой шовинизм был глубоко чужд Марии Кюри, она питала глубокое отвращение к братоубийственной войне.

Свой долг она видела в том, чтобы всеми силами помогать смягчению страданий, которые принесла ее французским соотечественникам война. "Я решила, - писала она в начале 1915 года своему коллеге физику Полю Ланжевену, - отдать все силы служению своей второй родине".

Кроме организации радиологической службы и оборудования рентгеновских кабинетов, Марии Кюри принадлежала заслуга в подготовке персонала. Чтобы помочь ликвидировать нехватку в специально обученных медсестрах, она с дочерью Ирэн организовала в своей лаборатории краткосрочные курсы. При этом ей пригодились и ее большой педагогический опыт, и ее способность делать понятными трудные вопросы естествознания даже для неподготовленных людей.

Ее вклад в развитие медицинской рентгенологии получил признание. В 1922 году, первой из женщин, она была избрана членом Парижской Медицинской Академии.

Мария Кюри приветствовала "конец военной бури". Она была счастлива, что ее родина получила после Октябрьской революции право на национальное самоопределение и вновь обрела государственную самостоятельность.

Сразу же после перемирия Мария Кюри вернулась к своим исследованиям в Радиевом институте, несмотря на то, что ее здоровье очень ухудшилось. Ее книга "Радиология и война" стала обобщением ее опыта в применении и дальнейшем развитии рентгеновской техники и радиевого облучения во время войны.

Она писала: "Рентгеновские лучи использовались до войны в ограниченных размерах. Разразившаяся великая катастрофа заставила использовать до конца любые средства; чем более ужасающим становилось число жертв, тем горячее было желание спасать то, что можно спасти, чтобы сохранить и защитить человеческую жизнь".