居里夫妇获得诺贝尔奖三年后，居里在一次外出中被马车撞倒身亡，留给居里夫人未完成的实验和两个孩子。
孤儿寡母的日子过得非常艰难，居里先生的学生郎之万看不下去，便主动帮她承担起了家庭的责任。郎之万也是法国著名的物理学家，他比居里夫人小5岁，长得玉树临风，人送“旗兵队长”的绰号。但是鲜花总是插在牛粪上，高富帅娶了丝女。郎之万的老婆是个陶瓷工人的女儿，特彪悍、特暴躁，跟郎之万没什么共同语言，又嫌他的研究变不出来现钱，甚至曾用花瓶砸他的脑袋出气。
一个是中年丧夫，孤独寂寞;一个是家有河东狮，痛苦不堪。两个志趣相同的人就渐渐地走到了一起。悲剧的是郎之万虽然是智商很高的科学家，但是偷情的手段却并不高明。在郎之万离开后，郎之万的夫人很快就发现了丈夫和居里夫人的私情。虽然对手是世界著名的女科学家，但是郎之万的夫人显然也不是吃素的，她授意自己的哥哥潜入郎之万的实验室，偷走了居里夫人写给郎之万的所有情书，并且送到巴黎各大报社公布。著名科学家、诺贝尔奖得主、姐弟恋、婚外情，这些爆炸性字眼集合在一起，立即震惊了整个法国，跌破了公众的眼镜。
这次，浪漫的法国人民真的怒了。各大报纸怒称居里夫人为“波兰荡妇”，要求她快点滚出法国。有些愤青蹲守在她的寓所外面，时不时地扔块石头砸她的窗户。许多朋友也以认识她为耻，纷纷和她断绝了关系。一些法国科学家也联名写信，要她离开法国。
居里夫人陷入了人生的低谷。近三年的时间里，她的精神近乎崩溃，不得不住进修女开办的医院，以求得身体和心灵的双重治疗。所幸，她恢复得很好，并在1911年再次获得了诺贝尔奖。但是有人却要她谢绝领奖，以免把脸丢到国外。虽然居里夫人到底还是参加了诺贝尔奖的颁奖盛典，但是面对众人的指指点点却没能Hold住，以至于回来后就大病了一场。而男主角郎之万在各种压力之下，也与老婆谈好了条件，答应不再和老婆离婚，而老婆也不再吵闹。居里夫人和郎之万的这段惊世之恋就这样结束了。
事情过去后，居里夫人虽然和郎之万在身体上保持了距离，但是却一直对他念念不忘，再也没有和别人泛起感情的波澜。而郎之万却不甘寂寞，之后他竟和自己的女学生好上了，还让居里夫人将其安排在她的实验室。而允许丈夫偷腥正是郎之万的夫人借以挽回婚姻的条件。很多年过后，郎之万的孙子娶了居里夫人的外孙女。两个人的感情纠葛，总算在第三代人那里得到圆满。