Paris i 1900-talets början. En tid för banbrytande vetenskapliga upptäckter och tvivelaktiga mustascher. Som ensam kvinna utmanar den polskfödda fysikern Marie Curie (Rosamund Pike) det franska universitetets konsensus. Tillsammans med sin man Pierre Curie (Sam Riley) upptäcker hon två nya grundämnen, och i samma process avancerar de kunskapen om radioaktiv strålning. De vinner snart Nobelpriset.

Trots att filmen skildrar parets relation avhandlas det romantiska mötet mellan forskarna utan större krusiduller. De använder akademisk lingo för att diskutera huruvida deras kärlek går att evidensbasera. Efter ett par träffar är de plötsligt gifta. Sedan susar privatliv, det vill säga barnafödsel, förbi i snabba scener som är berövade på känslor. Liksom mycket i filmen saknar relationen en trovärdig gnista.

Pierre och Marie skriker visserligen på varandra ibland, men manuset vill hinna med många olika kapitel på kort tid och missar allt som händer i ögonblicken då yrkeslivet saktar ned. Berättelsen hoppar framåt i tid, till korta dramatiseringar av radioaktivitetens både positiva och tragiska resultat. Vi träffar en pappa vars son får hjälp med sin cancer med strålbehandling, men vi förflyttas också till Hiroshima, någon minut innan staden utplånas av atombomben.

Det är underliga scener i en film som inte vill lasta paret Curie för hur deras kunskaper utnyttjats i exempelvis krig. Både Pierre och Marie var medvetna och oroliga för riskerna men kan knappast beskyllas för Tjernobylkatastrofen. Ändå får vi ett montage där Marie Curie ligger döende i aplastisk anemi (orsakad av strålskador) och sanndrömmer (hallucinerar?) om forskningens framtida destruktiva effekter. Kanske är mellanspelen tänkta att nyansera det smått forcerade "girlboss"-budskapet som ekar i den svenska titeln "Marie Curie: Pionjär. Geni. Rebell" (den mindre svulstiga originaltiteln "Radioactive" hade varit att föredra), men för publiken blir det mest förvirrande.