4. Giải Thưởng Nobel lần thứ hai.
Danh tiếng của bà Marie Curie vang lừng. Rất nhiều trường Đại Học ở ngoại quốc gửi tặng Bà các văn bằng Tiến Sĩ Danh Dự.
Năm 1910, nước Pháp dự định tặng bà huy chương Hiệp Sĩ nhưng bà Curie đã từ chối vì nghĩ tới thái độ của ông Curie khi trước. Vài tháng sau, nhiều người bạn đã khuyên bà ra tranh cử vào Hàn Lâm Viện Khoa Học. Cổ động cho bà có nhà đại bác học Henri Poincaré, Bác Sĩ Roux, Giáo Sư Emile Picard, các Giáo Sư Lippmann, Bouty và Darboux… nhưng tới kỳ bầu cử, vật lý gia Edouard Branly thắng phiếu. Phải chăng các ông Hàn vẫn còn mặc cảm đối với phụ nữ nên bà Curie không được thu nhận? Lại một lần nữa, nước Thụy Điển sửa chữa những lỗi lầm của nước Pháp: Tháng 12 năm 1911, bà Marie Curie được tặng thêm một giải thưởng Nobel về Hóa Học vì công trình tìm ra chất Radium. Bà Curie là người duy nhất đã lãnh hai lần giải Nobel, hơn hẳn các nhà bác học xưa và nay, kể cả nam lẫn nữ.
Từ năm 1911, các nhà trí thức Ba Lan có ý định thiết lập ở Varsovie một cơ sở khảo cứu về chất phóng xạ và họ định mời bà Marie Curie về nước, điều khiển trung tâm khảo cứu này. Tháng 5 năm 1912, một phái đoàn các giáo sư Ba Lan sang Pháp, tìm gặp bà Curie. Bà Marie Curie vào lúc này bị lôi kéo giữa lòng nhớ cố hương và các kỷ niệm về ông Pierre với ước vọng một Viện Radium khi đó đang được xây dựng tại thành phố Paris. Cuối cùng bà Curie đã gửi thư từ chối. Bà đặt tin tưởng vào tài năng nghiên cứu của hai người Ba Lan đã từng phụ tá cho bà.
Năm 1913, bà Marie Curie sang Ba Lan dự lễ khánh thành cơ sở khảo cứu chất phóng xạ. Bà đã diễn thuyết về Khoa Học bằng tiếng mẹ đẻ trước một thính giả rất đông đảo. Tháng 7 năm 1914, Viện Radium Paris được xây dựng xong tại đường Pierre Curie. Đây là "Lâu Đài của Tương Lai", nơi mà trước kia ông Pierre Curie đã hằng mong ước được sống tại đó để nghiên cứu, tìm tòi, và giờ đây, bà Marie tiếp tục sở nguyện của chồng.
Thế Chiến Thứ Nhất bùng nổ. Khác với nhiều phụ nữ, bà Curie không xung vào các đoàn nữ y tá mà lại nghĩ tới sự thiếu thốn của các nhà thương về phòng chiếu quang tuyến. Bà liền lắp máy lên một chiếc xe hơi rồi cùng với người con gái Irène, dùng xe quang tuyến này, đi chăm sóc các thương binh tại nhiều mặt trận. Vì số thương binh càng ngày càng tăng, bà Marie Curie đã phải lắp thêm 220 phòng quang tuyến ở cả trên xe lẫn dưới đất. Bà lại dùng cả gam Radium duy nhất và vô giá vào việc điều trị các nạn nhân chiến tranh. Ngoài ra, nhu cầu về các chuyên viên quang tuyến khiến bà Curie đề nghị với Chính Phủ Pháp mở gấp một lớp huấn luyện. Chương trình này được thực hiện tại Viện Radium và các giáo sư giảng dạy gồm có bà Curie, cô Irène Curie và cô Marthe Klein.
Năm 1918, Thế Chiến chấm dứt, mang lại hòa bình trên đất Pháp và nền độc lập cho xứ Ba Lan, sau một thế kỷ rưỡi bị đô hộ. Trong nhiều năm trời, bà Curie đã mang hết năng lực và tiền bạc đóng góp vào công cuộc chống ngoại xâm. Bà đã tặng Chính Phủ Pháp số tiền thưởng Nobel. Chiến tranh đã làm cho công cuộc khảo cứu của bà bị gián đoạn và sức khỏe của bà bị suy giảm.
Vào tháng 5 năm 1920, bà Marie Curie tiếp nữ phóng viên William Brown Meloney. Trong câu chuyện, bà Curie cho biết đang cần có một gam Radium để tiếp tục công cuộc khảo cứu mà thứ kim chất đó lại quá đắt tiền. Vừa cảm động, vừa kính phục, bà Meloney khi trở về Hoa Kỳ liền mở một cuộc lạc quyên các phụ nữ Mỹ để mua Radium tặng nhà nữ bác học. Bà Meloney lại khẩn khoản mời bà Curie sang Hoa Kỳ, song bà Curie rất e ngại đám đông, e ngại sự quảng cáo thanh danh, nhưng cuối cùng, bà đành phải nhận lời. Đầu tháng 5 năm 1921, bà Marie Curie cùng hai cô con gái xuống tầu Olympic sang châu Mỹ.
Ngày 20 tháng 5, Tổng Thống Hoa Kỳ Warren G. Harding đã trân trọng biếu bà Marie Curie một gam chất Radium. Tại Philadelphia, bà Curie được trao tặng các bằng cấp danh dự, các quà biếu, 50 gam chất Mesothorium và Huy Chương John Scott của Hội Triết Học Mỹ Quốc. Ngoài ra, bà Curie còn là Tiến Sĩ Danh dự của các Trường Đại Học Pittsburg và Columbia. Bà Curie xuống tầu về nước vào ngày 28 tháng 6 năm đó.
Do sự phát minh ra cách trị liệu bằng chất phóng xạ, đầu năm 1922, Hàn Lâm Viện Y Học Paris đã bầu bà Curie làm hội viên. Tháng 2 năm đó, bà Curie cũng trở thành nhà nữ bác học đầu tiên của Hàn Lâm Viện Khoa Học Pháp. Danh tiếng bà Marie Curie vang lừng. Bà được hân hoan đón tiếp tại A Căn Đình, tại Y, Hòa Lan, Bỉ, Tiệp Khắc… Ngày 15/5/1922, Hội Quốc Liên chỉ định bà Marie Curie làm hội viên của Tổ Chức Giáo Dục Quốc Tế.
Nguyện vọng của bà Marie Curie là được thấy một Viện Radium thành lập tại Varsovie. Dự án xây dựng thành hình vào năm 1925 và bà Curie đã sang Ba Lan để đặt viên đá đầu tiên cho Viện. Khi xây dựng xong, Viện Radium Varsovie lại thiếu Radium để nghiên cứu. Tháng 10 năm 1929, bà Marie Curie lại sang Hoa Kỳ. Tại đây, bà được đón tiếp rất trọng thể chẳng kém gì lần đi trước và nước Hoa Kỳ một lần nữa lại giúp đỡ nhà nữ bác học. Ngày 29/5/1932, Viện Radium Ba Lan được khánh thành đúng theo ý nguyện của nhà nữ bác học lừng danh.
Khi đã ngoài 60 tuổi, bà Marie Curie vẫn còn hăng hái làm việc mỗi ngày 12 giờ. Dưới sự hướng dẫn của bà từ năm 1919 tới năm 1934, 483 tác phẩm khoa học đã được các nhà vật lý và hóa học của Viện Radium phổ biến, và trong số các công trình nghiên cứu khoa học này, riêng bà Curie có 31 tác phẩm.
Từ tháng 12 năm 1933, sức khỏe của bà Curie đã suy giảm. Bà đành phải ăn uống theo lời chỉ dẫn của bác sĩ và đôi khi, bà trở về miền quê để sống trong bầu không khí an lành. Rồi trong một chuyến đi chơi vào tháng 5 năm 1934, bà Curie bị cảm lạnh. Mặc dù lời khuyên cần tĩnh dưỡng của bác sĩ, bà vẫn làm việc vì luyến tiếc thời giờ khảo cứu trong phòng thí nghiệm. Bà Curie bị cảm lại. Bệnh trạng kéo dài hàng tháng. Người ta nhìn thấy bà nằm liệt giường trong bộ y phục màu trắng với bộ tóc bạc trắng như tuyết, và dưới vầng trán cao rộng, hai mắt bà nhắm lại, hai cánh tay buông xuôi để lộ ra hai bàn tay xương xẩu đã bị các tia phóng xạ ăn loang lổ nhiều chỗ.
Bà Marie Curie tắt thở vào ngày 04 tháng 7 năm 1934 tại bệnh viện Sancellemoz, mặc dù các bác sĩ tài danh tận tâm chữa trị.
Bà Marie Curie đã chết vì bệnh hoại huyết (leukemia) do chính các tia phóng xạ từ chất Radium phát ra.Trưa ngày thứ Sáu, 06 tháng 7 năm 1934, tang lễ của nhà nữ bác học đã được cử hành tại nghĩa địa Sceaux. Quan tài của bà được đặt lên quan tài của ông Pierre Curie, đúng theo ý nguyện của bà là được gần chồng lúc sống cũng như lúc chết.
Bà Marie Curie là nhà nữ bác học lừng danh đầu tiên của thế giới khoa học. Bà đã đi tiên phong trong công cuộc khảo cứu chất phóng xạ. Ngoài việc phụng sự Khoa Học, bà Marie Curie còn là một nữ công dân có lòng ái quốc nhiệt thành, không những đối với Quê Hương mà còn với cả Tổ Quốc mà bà nhìn nhận. Bà Marie Curie quả là nhân vật đã thực hiện hoàn toàn câu nói của Đại Văn Hào người Pháp Victor Hugo: "Phụng sự Tổ Quốc mới chỉ là một nửa. Nửa kia là phụng sự Nhân Loại ".