Rođena je 7. novembra 1867. godine, u Varšavi, a otac joj je bio ugledni profesor koji ju je podučavao nauci i istraživanjima. U Pariz se seli 1891. godine gde upisuje studije fizike i matematike na Univerzitetu u Sorboni. Studije je uspešno završila postavši doktor nauka.
Žena je Pjera Kirija, koga je upoznala 1894. godine , kao profesora na katedri za fiziku za kojeg se naredne godine i udala. Na svom venčanju, nosila je tamnoplavo odelo, umesto venčanice koje će joj kasnije služiti kao uniforma za rad. Majka je Eve Kiri i Irene Žolio Kiri.
Godine 1900. imenovana je za predavača fizike na Normalnoj školi za devojke u Sevru. Tada je prvi put uvela metod predavanja zasnovan na obrazovnim eksperimentima.
Mladi bračni par Kiri u julu 1898. godine, objavljuje otkriće novog hemijskog elementa polonijuma, a malo kasnije i radijuma, pa za svoj rad dobijaju Nobelovu nagradu za fiziku 1903. godine.
Marija gubi muža koga je 19. aprila, 1906. godine pregazila konjska zaprega. Zauzima njegovo mesto na katedri za fiziku postavši tako prva žena koja je predavala na Sorboni, a 1911. godine dobija Nobelovu nagradu za hemiju.
Njena istraživanja bila su od presudnog značaja za korišćenje rendgenskih zraka u hirurgiji. Tokom Prvog svetskog rata bila je zadužena za opremanje bolnica radiološkim aparatima i obučavanje osoblja. Osmislila je vozilo koje je služilo za radiografisanje i koje su slali na front da pomogne ranjenim vojnicima. Vozilo je postalo poznato kao „mali kiri“ kako je od milja zvano, a ona ga je lično vozila do linije fronta. Bilo je opremljeno radonom, radioaktivnim gasom koji je lično sakupljala i smeštala u gasne komore.
Oko 1930. godine zdravlje je počelo da joj se pogoršava. Preminula je 4. jula 1934. godine u Salanšu, od leukemije nastale izlaganjem visokom nivou radijacije tokom istraživanja. Sahranjena je pored Pjera, u gradiću So, nedaleko od Pariza.
Njena ćerka Irena je i sama krenula majčinim stopama. Napisala je biografiju svoje majke čiji je naslov „Madam Kiri“. Merna jedinica aktivnosti radioaktivnog izotopa dobila je ime „kiri“ u čast bračnog para Kiri.
Zanimljivo je to da odbor za dodelu Nobelove nagrade nije hteo da Mariji dodeli nagradu, zato što je žena, a ona je jedina u istoriji dodeljivanja dobila nagradu iz više naučnih oblasti. Njena ljubav i posvećenost prema nauci su dovele do toga da je drastično narušila svoje zdravlje, ali su ostala dela iza nje neprolazno vredna.
Govorila je sledeće: „Život nije jednostavan ni za koga od nas. Kako se sa tim nositi? Moramo istrajati i iznad svega verovati da smo obdareni za nešto i da to svakako mora biti dostignuto. Znanje pripada čitavom svetu, jer je samo um opremljen znanjem blagosloven srećom“.
Danas, nekoliko obrazovnih, istraživačkih i medicinskih ustanova nosi ime Marije Kiri, a neke od njih su Institut Kiri i Univerzitet Pjer i Marija Kiri koji se nalaze u Parizu.
