Maria Salomea Skłodowska naît à Varsovie, alors dans l'Empire russe, d'un père professeur de mathématiques et de physique et d'une mère institutrice. Elle est la benjamine d'une famille de quatre sœurs, Zofia (1863-1876), Helena Szalay (1866-1961), et Bronisława (Bronia) Dłuska (1865-1939), et un frère, Józef Skłodowski (1863-1937).

En l’espace de deux ans, elle perd sa sœur Zofia, du typhus, en janvier 1876, et sa mère, de la tuberculose, le 9 mai 1878. Elle se réfugie alors dans les études où elle excelle dans toutes les matières, et où la note maximale lui est accordée. Elle obtient ainsi son diplôme de fin d’études secondaires avec la médaille d’or en 1883. Elle adhère à la doctrine positiviste d'Auguste Comte et rejoint l'Université volante illégale qui participe en Pologne à l'éducation clandestine des masses en réaction à la russification de la société par l'Empire russe.

Elle souhaite poursuivre des études supérieures et enseigner à l'instar de l'Université volante, mais ces études sont interdites aux femmes. Lorsque sa sœur aînée, Bronia, part faire des études de médecine à Paris, Maria s'engage comme gouvernante en province en espérant économiser pour la rejoindre, tout en ayant initialement pour objectif de revenir en Pologne pour enseigner. Au bout de trois ans, elle regagne Varsovie, où un cousin lui permet d'entrer dans un laboratoire5.
Études supérieures

En 1891, elle part pour Paris, où elle est hébergée par sa sœur et son beau-frère, rue d'Allemagne, non loin de la gare du Nord. Le 3 novembre 1891, elle s'inscrit pour des études de physique à la faculté des sciences de Paris. Parmi les 1 825 étudiants de la faculté des sciences se trouvent 23 femmes. La plupart d'entre elles sont étrangères, car les sciences physiques ne sont pas enseignées dans les écoles de jeunes filles françaises à cette époque.

En mars 1892 elle déménage dans une chambre meublée de la rue Flatters dans le quartier latin, plus calme et plus proche des installations