居里夫人經常說到自己的死。她外表鎮靜地談論這一不可避免的事情，考慮它會引起怎樣的實際影響。她會平靜地說：「顯然我沒有多少日子了。」或者：「我非常擔心自己離去後，鐳研究院的命運會怎樣。」
但是她內心並不平靜，也不願接受這一現實。她所有的本能都拒絕「死亡」這個概念。那些崇拜者都以為她這一生無比輝煌。但是在瑪麗眼中，她的一生微不足道，根本無法與她擔負的工作相提並論。
三十年前，皮埃爾·居裡彷彿預感到死神要通過事故奪取他的生命，於是以一種悲壯的熱情投身工作。現在輪到瑪麗了，她也接受了這種無名的挑戰。為了戰勝她所懼怕的死亡，她狂熱地在自己周圍建築起一道計劃和職責的壁壘。她蔑視與日俱增的疲憊，嘲笑那些困擾她的慢性疾病：衰退的視力、一隻肩膀的風濕痛、持續的耳鳴。
這些算得了什麼？還有更重要的事情要辦。瑪麗剛剛在阿爾庫耶建立了一個大批量加工礦石的工廠。長期以來她一直希望有這麼一家工廠。她充滿熱情地在那裡組織了第一批測試。她專注於編寫一本書——那是一本科學界的不朽之作，一旦居里夫人去世，其他人都無法完成。關於錒族元素的研究工作進展不夠快……這個研究完成後，她還要研究阿爾法射線的「精細結構」。每天早晨，瑪麗很早就起床，匆匆趕到實驗室，晚飯後才從實驗室回家……
她以不同尋常的高速度工作著，她的不謹慎還是一如既往。她總是嚴厲地要求自己的學生做好預防措施：用鉗子去夾那些裝著放射性物質的試管、絕不能碰沒有遮攔的試管、使用鉛「盾」防止放射的侵害，可她自己卻總不在意這些。血液測試是鐳研究院的規則，而她卻很少遵守。她的血液成分不正常，可這有什麼關係呢？三十五年來，居里夫人一直與鐳打交道，呼吸鐳的射氣。四年戰爭期間，她甚至接觸過倫琴儀發出的更加危險的放射。血液中的一點點損壞，還有因燒傷而變得醜陋的兩隻手，總是疼痛，有時乾澀，有時化膿，但這些與她經歷過的危險相比，實在算不上得非常嚴重。
一九三三年十二月，居里夫人短期生病，但是她的身體受到的影響卻不小。X光透視顯示，她膽囊裡有一塊非常大的結石。她害怕手術，為了避免手術，瑪麗開始嚴格作息，並稍稍關心自己的身體。
這位科學家多年來一直不追求個人的舒適，把自己微不足道的個人計劃一再推延，但是她的心裡卻是牽掛著這些計劃的，那就是在西奧克斯蓋一座鄉間住所，並且更換在巴黎的公寓。突然間，她開始將這些計劃付諸實施了。她檢查預算，克服了自己的猶豫不決，決心支出巨額費用。最後決定下來：在西奧克斯的別墅等到天氣適宜就開始修建，在一九三四年十月，離開白求恩碼頭路，搬到大學城新修建的一個現代公寓中。
她覺得很疲憊，可是卻想證明自己的身體狀況良好。她去凡爾賽滑冰，而且和艾萊娜一起去撒弗瓦滑雪。她很高興自己的四肢依舊靈活柔韌。到了復活節，她借布羅妮婭來法國的機會，安排與姐姐一起乘車去南方旅行。
這次遠行非常不幸。瑪麗本來希望周遊許多地方，讓她姐姐欣賞那裡一些美麗的景色。可是走了幾站，當她們來到她在加弗萊爾的別墅時，她已經感到筋疲力盡，而且還患上了感冒。她們到達的時候，房子裡冷冰冰的，雖然立刻生了火，但是仍無法讓屋子很快暖和起來。瑪麗冷得渾身發抖，一下子覺得非常絕望。她撲在布羅妮婭懷裡，像個孩子似的哭泣。她擔心她未寫完的書，害怕氣管炎使她沒有氣力完成它。布羅妮婭照顧她，並安慰她。第二天早晨，瑪麗已經戰勝了悲觀的情緒，而且以後這種情況再也沒有發生過。
幾個明媚的日子使她得到了安慰。她回到巴黎時，心情已經好轉。一個醫生說她是得了流行性感冒，而且他還和過去四十年所有的醫生一樣說，她過度操勞了。瑪麗一點也不注意自己一直存在的低燒。布羅妮婭要回波蘭了，但是她卻感到隱隱有些不安。姐妹倆在開往華沙的列車前，在她們經常到的月台上，最後一次相互擁抱。
瑪麗的健康時好時壞。她覺得有足夠的氣力，就去實驗室。要是覺得頭暈虛弱，她就留在家裡寫書。每週她都把幾個小時用在她的新公寓和西奧克斯別墅的計劃上。
一九三四年五月八日，她在寫給布羅妮婭的信中說：
我越來越覺得需要一座帶花園的房子，所以我渴望這個計劃能夠成功。房子的造價已經縮減到我能夠承受的範圍，所以可能不久就要打地基了。
但是暗藏的對手卻搶在了她的前面。她的體溫越來越高，而且顫抖得也越來越厲害。艾芙不得不使用耐心的巧妙手段，讓她母親同意再次去看病。瑪麗總是拒絕要一個固定給自己看病的醫生，托詞醫生「讓人厭煩」，而且「沒錢看病」——實際上，從來沒有哪個醫生收過居里夫人的診費。這位科學家，這個推崇進步的人，卻像個農民那樣倔強地不願意接受任何治療。
利高德教授友好地來看望瑪麗，他建議徵詢一下拉夫大夫的意見，而拉夫大夫又推薦了醫院的大夫布蘭教授。當布蘭教授看到瑪麗那張沒有一點血色的臉，他說的第一句話就是：「你必須臥床休息。」
這種帶強調口吻的話居里夫人過去聽得多了！她才不在意呢。她仍舊在白求恩碼頭那累人的樓梯上爬上爬下，而且幾乎每天都去鐳研究院工作。一九三四年五月一個晴朗的日子，她在物理實驗室一直工作到下午三點半，疲憊地撫弄著她最忠誠的夥伴——試管和儀器。然後她對同事低聲說：「我發燒，要回家了。」
她又到花園走了一圈，新栽種的花卉盛開了，色彩非常鮮艷。突然，她停在一株薔薇前，喊她的技工：
「喬治，看看這株薔薇，你必須得立刻照料它！」
一個學生跑過來，勸她不要在外面停留，回白求恩碼頭。她服從了，但是在上車前，她又轉身說：
「別忘了那株薔薇，喬治……」
向那株枯萎的植物投去憂慮的一眼，這便是她對實驗室的永別。
她再也沒能從床上爬起來。她和沒有確定的疾病無望地鬥爭著，有時說是流感，有時又說是支氣管炎。不過她卻被迫接受了一些令人厭煩的治療。她突然非常順從地忍受了這些治療，而且還同意到醫院做全面檢查。兩次X光透視和五六次會診仍然讓那些被請到她床邊的專家迷惑不解。似乎沒有發生器官損壞，也沒有發現明顯的病症。但是肺部的X光片中顯示出一些舊病灶和發炎的陰影，因此瑪麗得到了相應的治療。但是，她回到白求恩碼頭路的家裡，情況既沒有好轉，也沒有惡化，這時人們第一次提到了「療養院」。
艾芙小心地跟她說了這個辦法。瑪麗再一次接受，同意出發。她也相信清新的空氣對她有好處，而且認為是城市的塵囂使她無法恢復。於是計劃定了下來：艾芙陪母親一起去，並陪她在療養院待幾個星期，然後瑪麗的哥哥姐姐從波蘭來陪她；八月份，艾萊娜會陪她一個月。到了秋天，她就會好起來了。
艾萊娜和弗雷德裡克·若裡奧在病房裡和居里夫人談論實驗室的工作，談西奧克斯的房子，談瑪麗剛完成的那本書的校對工作。利高德教授的一位年輕合作者喬治·格裡古爾洛夫每天來通報消息，在瑪麗面前稱讚療養院的舒適和療效。艾芙忙著佈置新公寓，挑選牆紙和窗簾的花色。
有幾次，瑪麗一邊窺探女兒的眼睛，一邊輕輕地笑著說：
「我們在白忙活，可能……」
對此，艾芙已經備好了許多反駁的話和笑話，而且為了安慰居里夫人，她不斷催促蓋房子的承包商。但即使如此，她對改變或戰勝命運並不抱什麼希望，儘管醫生並不悲觀，而且家裡也沒有人顯得憂慮，她卻有一種說不出來的感覺，肯定最壞的情況即將發生。
在這個絢麗的春天的明媚的日子裡，她和不得不休息的母親度過了漫長的親密時光。瑪麗純潔的靈魂，她的脆弱卻無私的心靈像以前那樣再一次展現在她面前。而瑪麗此時的溫柔幾乎令她難以忍受。瑪麗又成了過去那個「溫柔的媽媽」。她又成了四十六年前在信中這樣描述青年的少女：
要是一個人像我這樣敏感，而且又不能改變性格中的這一特點，那就得盡量掩飾。
這就是那種過於敏感、擔驚受怕、容易受傷害的內向性格的關鍵。在瑪麗光輝的一生中，她總是克制自己那些自發的衝動，不向軟弱屈服，並且抑制住話到嘴邊的求援吶喊。
即使到了現在，她仍然不向人傾吐心事，也不願訴苦——即使說出來，她也非常謹慎。她只提未來……實驗室的未來、華沙研究院的未來、孩子們的未來。她希望，而且斷定艾萊娜和弗雷德裡克·若裡奧會在幾個月後獲得諾貝爾獎。她也提到自己在那套空等著她的公寓，提到在西奧克斯別墅的未來生活，可她永遠也見不到那座房子落成的模樣了。
她的身體日漸衰弱。在試著把她送到療養院前，艾芙請來醫學研究院裡四名傑出的成員，他們也是法國最出色、最有名的四名醫生，共同進行最後一次診斷。我不願在這裡說出他們的名字，否則別人可能會懷疑我在指責他們，或者說我對他們忘恩負義。他們花了半個小時的時間，給這個在無名病症無情蹂躪下極度虛弱的婦人進行了檢查。他們在沒有把握的情況下得出結論，說是她的老毛病結核病又犯了。他們相信搬到山裡能夠治好她的發燒。他們錯了。
各種準備在匆忙中進行。人們讓瑪麗盡量保存體力，除了幾個親密的朋友外，誰都不許見。可是瑪麗卻違反規定，悄悄地把她的合作者克特萊夫人叫到她的房間，吩咐她：「在我回來前，你必須把錒小心濃縮好。一切事情我都靠你安排了。假期過完，我們就繼續這個工作。」
瑪麗的病情突然惡化，可是醫生仍然建議立刻動身。這次旅途完全是一種折磨：還沒有到聖哲未，瑪麗就虛脫了，暈倒在艾芙和護士的懷裡。當她終於被安置在了桑賽勒莫療養院最好的病房後，醫生又給她做了X光透視和一些檢查：她的肺沒有問題，這次旅行完全沒有必要。
她的體溫超過了四十度，這無法瞞得過瑪麗，因為她總是以科學家的態度檢查水銀柱。那時她基本上什麼都不說，但是她的眼睛裡顯露出巨大的恐懼。日內瓦的洛克教授立刻被請來，他比較了近幾天的血液化驗結果，發現白血球和紅血球都減少得很快，因此診斷為是嚴重的惡性貧血。瑪麗非常擔心自己的膽結石，他安慰她，並向她保證不會給她做任何手術，只是用各種方法對她進行治療。但是生命力正迅速離開她疲憊的身體。
於是伴隨著「安逸死」的殘酷鬥爭開始了。在這場鬥爭裡，不肯滅亡的身體瘋狂、堅定地保衛著自己。艾芙在母親身邊還要進行另一場戰鬥。居里夫人依舊保持清醒的頭腦裡，並沒有想到自己不久於人世。為了讓瑪麗不要因為放棄而感受到無法平息的巨大痛苦，必須把這種奇跡保持下去。更重要的是要減輕她身體上的痛苦，在撫慰身體的同時安撫她的精神。沒有對她進行複雜的治療，也沒有進行沒有拖延時日的輸血，這些都於事無補，而且還會給她造成不好的印象。她的家人也沒有被匆匆召集到床前，那樣的話，她會突然明白大勢已去。
我將永遠銘記那些在這段可怕的時期裡幫助過我母親的人。療養院的院長托貝大夫和皮埃爾·盧伊大夫都盡其所能地對瑪麗進行治療。療養院的生活似乎都因為居里夫人已經瀕危，震驚得停頓了。整個療養院的人都滿懷敬意、熱心而安靜。兩名大夫輪流守在瑪麗房間。他們支持她、安慰她，同時還照料艾芙，幫助她克制和說謊，甚至不等她開口請求，他們就答應使用催眠劑的注射，不讓瑪麗在最後感到痛苦。
七月三日的早晨，居里夫人最後一次用一隻顫抖的手拿著體溫計，並看到上面的讀數降低了，這是臨終前常有的現象。她高興地笑了。艾芙向她肯定這是康復的跡象，現在她就快要好起來了。她透過敞開的窗戶，衝著太陽和靜靜的群山說：「治好我的不是藥，而是清新的空氣和這裡的高海拔……」
臨終時，她發出迷惘而吃驚的抱怨：「我沒法表達自己了。我感到非常恍惚。」她沒有說到任何活著的人的名字，沒有叫大女兒（艾萊娜已經在前一天和她丈夫來到了桑賽勒莫）和艾芙，也沒有叫任何親人的名字。她那與眾不同的大腦裡漫無目的地浮現她對工作的大大小小的牽掛，她斷斷續續地說：「各個章節的安排應該是這樣……我一直在考慮那個出版物……」
她盯著一個茶杯，想拿匙子在裡攪動，但是她拿的似乎不是匙子，而是一根玻璃棒，或一個精密的實驗工具：
「是用鐳完成的，還是用釷？」
她已經遠離人世，加入了她心愛的「東西」，她已經把自己的一生都獻給了這些東西，現在她要永遠和它們相伴。
之後她便含糊不清了，只有在醫生來給她注射的時候，極度虛弱地喊：「我不想打。我想一個人待著。」
她最後的時刻顯示出一個外表脆弱的生命的力量和激烈的抵抗，她那顆強壯的心在漸漸冷卻的身體裡依舊不知疲倦地跳動，不肯退縮。又過了十六個小時，皮埃爾·盧伊大夫和艾芙每人抓著這個婦人冰冷的一隻手，生命和虛無都不肯接受她。黎明時分，當太陽把群山染得緋紅，開始自己在純淨天際的旅行，燦爛的晨光照亮了整個屋子，投射在床上，照著她消瘦的臉頰和沒有任何表情的灰色眼睛。死亡已經凝固了她的眼睛，而心臟也終於停止了跳動。
科學還需要為她的死因宣佈判決。那些與其他惡性貧血症不同的症狀和各種血液化驗指出了真正的兇手：鐳。
利高德教授後來寫道：「最終，居里夫人成了她和丈夫發現的放射性物質的受害者。」
在桑賽勒莫，托貝大夫寫下了這樣的報告：
居里夫人於一九三四年七月四日在桑賽勒莫去世。
她所得的疾病是一種發展迅速、伴有發燒的繼發性惡性貧血。骨髓沒有造血反應，可能是因為長期積累的輻射量造成的損傷。
消息從安靜的療養院傳出，傳到了整個世界，在幾個地方引起了深切的悲痛：在華沙，有海拉；在柏林一輛趕往法國的列車上有約瑟夫·斯科洛多斯基；還有布羅妮婭，她原本想趕到桑賽勒莫再看一眼那張她深愛著的面孔；在蒙彼利埃，有雅可·居裡；在倫敦，有梅樂內夫人；在巴黎，有那些忠心耿耿的朋友。
鐳研究院裡，年輕的科學家在沒有生命的儀器前哭泣。瑪麗最喜歡的一個學生喬治·福尼埃寫道：「我們失去了一切。」
居里夫人躺在桑賽勒莫的床上安息了，她感受不到這些悲痛、激動和讚頌。在桑賽勒莫的那座房子裡，科學家和忠誠於她的同行保護著她。他們不讓陌生人打攪她的休息，哪怕只看一眼也不行。那些好奇的人永遠也不會知道，她永別人世的時候顯得多麼不同尋常，多麼美。她的一切都是白色的，蒼蒼白髮梳在後面，露出白皙寬大的額頭，她的面容平靜祥和，看上去既莊嚴又勇敢，彷彿身穿鎧甲的武士，此時她是世界上最高貴、最美麗的女人。
她那雙手長滿老繭、被鐳重度燒傷、堅硬而粗糙，如今失去了習慣性的痙攣。這兩隻手舒展在被單上，僵直不動。這是一雙完成了多少工作的手啊！
一九三四年七月六日星期五中午，沒有演說、沒有儀式、沒有任何政治家或官員在場，居里夫人就那麼謙虛地加入了死者之列。在深愛她的家人、朋友和同事的注視下，她被安葬在西奧克斯的墓地。她的棺木放在皮埃爾·居裡的棺木之上。布羅妮婭和約瑟夫·斯科洛多斯基向敞開的墓穴撒下一把從波蘭帶來的泥土。墓碑上又添加了一行碑文：瑪麗·居裡—斯科洛多斯卡，一八六七年至一九三四年。
一年之後，瑪麗去世前完成的一本書出版了，這是她寫給年輕的「物理愛好者」最後的啟示。在鐳研究院，工作已經恢復正常，在那間明亮的圖書館裡，這部宏篇巨製被放在科學書籍之列。灰色的封面上印有作者的姓名：「巴黎大學教授皮埃爾·居里夫人。諾貝爾物理學獎得主、諾貝爾化學獎得主。」
書名只是一個樸素而燦爛的字眼——《放射學》。