Uzun süre radyasyona maruz kaldığı için kan kanserinden öldü. Öyle çok radyasyon almıştı ki kullandığı not defterleri hâlâ radyasyon yaymaya devam ediyor.
Kendisi ile anılır olan radyumdan çıkan ışınların kanserin bazı çeşitlerinde tümörleri yok ettiği ortaya çıkınca kanser tedavisinde, soyadından ilham alınarak, curieterapi (kemoterapi) olarak bilinen tedavi dönemi açıldı.