7 Kasım 1867 tarihinde Polonya'nın Varşova kentinde dünyaya gelen Marie Curie, babası fizik ve matematik öğretmeni Wladislaw Sklodowski ve annesi yatılı kız yurdu müdürü Bronislawa Sklodowski'nin ailesinde doğmuştur. Sofia, Hela ve Bronya adlarında üç kız, Joseph adında bir erkek kardeşi bulunmaktadır. 1875 yılında tifüse yakalanan ablalarından Sofia 1876'da hayatını kaybetmiş, iki yıl sonra ise annesi verem nedeniyle vefat etmiştir.
Gençlik yıllarında Varşova Rus yönetimi altında olduğundan ve ülkedeki eğitim sistemi nedeniyle kadınların üniversiteye gitmek veya teknik eğitim almak için yurtdışına çıkması gerekiyordu. Ablası Bronya ile çalışıp para biriktiren Marie, 1885'te Sorbonne'da tıp eğitimi almaya başlayan ablasının ardından, Varşova'da gizli eğitim veren Polonya okulunda eğitim görmüştür. 1891'de Paris'e giderek eğitimine devam etmiş, bir buçuk yıl sonunda sınıfının birincisi olarak fizik derecesi almış, 1894'te ise matematik derecesini tamamlamıştır.