1914年，就在镭研究院竣工之时，第一次世界大战爆发了。德军一天天向巴黎逼近。法国政府迁往波尔多，接着巴黎市民也开始向乡下迁移。政府为了安全起见，要求居里夫人带上实验室里的镭到波尔多去。在紧张严峻的战事中，沉着的居里夫人带了1克重的镭来到波尔多，把镭放置到一个安全之地后，她又返回巴黎。
居里夫人在自传中写道：“那个时候，每个人肩负的主要责任，是用一切可能的方式帮助国家度过它面临的严重危机。国家没有给大学职员任何这方面的指示，但是每个人都自己采取了积极行动。我也试图找到最有效的方法来做有用的工作，让我的科学知识为法国发挥出最大的效益。”
尽管非常厌恶战争，但居里夫人依然很快就做出决定，停下手头的研究工作，为法国的胜利尽一份力。她能做的事情显而易见，前线的伤员需要得到及时的治疗，而X光设备能帮助医生们在最短的时间内找到人体中的弹片。居里夫人马上就投入到制造移动轻便的X光设备的工作中，以便使伤员得到更好的治疗。
居里夫人搜集了所有的仪器设备，用这些设备建立起了几个放射站，但这几个放射站难以满足巴黎地区所有医院的需求。后来，在居里夫人的争取下，得到了人们捐赠的X光设备和汽车。在这辆汽车上，居里夫人装置了放射设备，凡是有需要的医院，都可以向这辆车发出求救。在法国和比利时军队所在地区，居里夫人建了大约200来个放射治疗站。
1914年10月底，居里夫人和由教授、科学家与工程师组成的志愿者们带着20辆汽车开赴前线。他们此行除了为伤员做X光检查外，更主要的是为战地医院培训使用X光设备的操作员。在居里夫人的车上，她17岁的大女儿伊伦娜成了她的助手，这使居里夫人深感欣慰。但面对奄奄一息的伤员，居里夫人对战争极其憎恨。
在医院里，居里夫人与医护人员并肩工作着。1916年，伊迪丝——卡威尔医院的护士学校里又多了一个X射线医学班。居里夫人培训了150名妇女，尽管有些人仅受过有限的教育，但因居里夫人教授方法得当，她们在工作中表现得极为出色。在这期间，居里夫人写下了一本《放射学与战争》的小册子。
那恼人的病痛与疲劳一直纠缠着居里夫人，她的身体越来越虚弱了，但在战乱中，她依然奔波不止。居里夫人跑遍了全巴黎的400家医院，甚至赶到了比利时的医院里，去教那里的人们怎样使用X光机器。在整个战争期间，约有100多万人接受了居里夫人的X光机器的检查，并因此而获救。
1918年秋，战争终于结束了，而最让居里夫人感到欣慰与激动的是波兰独立了。后来，居里夫人在自传中写道：
“在牺牲了那么多的生命获得胜利后，有一件事使我感到莫大的快慰。那就是我的祖国——波兰独立了，我从没有梦想过在我有生之年这一梦想能得以实现。在一个多世纪里，我的祖国一直都处于土地被瓜分、人民被奴役的状态中，现在波兰民族得到复苏，这表明在长期的压迫中，在几乎没有希望的情况下，她的人民仍然忠于自己的民族精神。这个梦想虽然那么宝贵，看起来那么难以实现，但随着席卷欧洲的那场风暴却成了现实。在这种新形势下，我又回到了离开多年的华沙，在自由波兰的首都看望我的老家。”
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