Na trama, devota da ciência, Marie (Rosamund Pike) sempre enfrentou dificuldades em conseguir apoio para suas experiências devido ao fato de ser uma mulher. Ao conhecer Pierre Curie (Sam Riley), ela logo se surpreende pelo fato dele conhecer seu trabalho, o que a deixa lisonjeada. Logo os dois estão trabalhando juntos e, posteriormente, iniciam um relacionamento que resultou em duas filhas. Juntos, Marie e Pierre descobrem dois novos elementos químicos, rádio e polônio, que dão início ao uso da radioatividade.
Uma curiosidade: O filme é baseado na graphic novel "Radioctive: Marie & Pierre Curie: A Tale of Love and Fallout", de Lauren Redniss. Esse é o primeiro filme da diretora Marjane Satrapi baseado em uma graphic novel que não foi escrita por ela. Dois de seus filmes anteriores, Persepolis e Frango com Ameixas, são baseados em graphic novels de sua autoria. Confira o trailer!