En 1914, cuando estalla la Gran Guerra, Marie Curie es una reconocida científica, ganadora del Premio Nobel de Física. Su marido Pierre hace ya ocho años que ha muerto y ella está al frente del Instituto de Investigaciones del Radio junto con el doctor Claudius Regaud. Dispuesta a aplicar sus conocimientos para salvar vidas, recorre el frente de batalla con su hija Irene, de 17 años, convenciendo a los médicos de campaña para que utilicen la radiología en la atención a los heridos. Su compañero Regaud, especializado en el tratamiento del cáncer con radio, es requerido para desarrollar nuevos tratamientos y cuidados en los hospitales del frente. A lo largo de los cuatro años que duró la guerra, Claudius y Marie contribuyeron a increíbles avances en la medicina y pusieron en marcha el hospital universitario moderno, donde se unen los cuidados, la investigación y la enseñanza. Al término de la guerra, abren una unidad de tratamiento y cuidados en el Instituto del Radio, combinando investigación y terapia.