居里夫婦獲得諾貝爾獎三年後，居里在一次外出中被馬車撞倒身亡，留給居里夫人未完成的實驗和兩個孩子。
孤兒寡母的日子過得非常艱難，居里先生的學生郎之萬看不下去，便主動幫她承擔起了家庭的責任。郎之萬也是法國著名的物理學家，他比居里夫人小5歲，長得玉樹臨風，人送“旗兵隊長”的綽號。但是鮮花總是插在牛糞上，高富帥娶了絲女。郎之萬的老婆是個陶瓷工人的女兒，特彪悍、特暴躁，跟郎之萬沒什麼共同語言，又嫌他的研究變不出來現錢，甚至曾用花瓶砸他的腦袋出氣。
一個是中年喪夫，孤獨寂寞;一個是家有河東獅，痛苦不堪。兩個志趣相同的人就漸漸地走到了一起。悲劇的是郎之萬雖然是智商很高的科學家，但是偷情的手段卻並不高明。在郎之萬離開後，郎之萬的夫人很快就發現了丈夫和居里夫人的私情。雖然對手是世界著名的女科學家，但是郎之萬的夫人顯然也不是吃素的，她授意自己的哥哥潛入郎之萬的實驗室，偷走了居里夫人寫給郎之萬的所有情書，並且送到巴黎各大報社公佈。著名科學家、諾貝爾獎得主、姐弟戀、婚外情，這些爆炸性字眼集合在一起，立即震驚了整個法國，跌破了公衆的眼鏡。
這次，浪漫的法國人民真的怒了。各大報紙怒稱居里夫人爲“波蘭蕩婦”，要求她快點滾出法國。有些憤青蹲守在她的寓所外面，時不時地扔塊石頭砸她的窗戶。許多朋友也以認識她爲恥，紛紛和她斷絕了關係。一些法國科學家也聯名寫信，要她離開法國。
居里夫人陷入了人生的低谷。近三年的時間裏，她的精神近乎崩潰，不得不住進修女開辦的醫院，以求得身體和心靈的雙重治療。所幸，她恢復得很好，並在1911年再次獲得了諾貝爾獎。但是有人卻要她謝絕領獎，以免把臉丟到國外。雖然居里夫人到底還是參加了諾貝爾獎的頒獎盛典，但是面對衆人的指指點點卻沒能Hold住，以至於回來後就大病了一場。而男主角郎之萬在各種壓力之下，也與老婆談好了條件，答應不再和老婆離婚，而老婆也不再吵鬧。居里夫人和郎之萬的這段驚世之戀就這樣結束了。
事情過去後，居里夫人雖然和郎之萬在身體上保持了距離，但是卻一直對他念念不忘，再也沒有和別人泛起感情的波瀾。而郎之萬卻不甘寂寞，之後他竟和自己的女學生好上了，還讓居里夫人將其安排在她的實驗室。而允許丈夫偷腥正是郎之萬的夫人藉以挽回婚姻的條件。很多年過後，郎之萬的孫子娶了居里夫人的外孫女。兩個人的感情糾葛，總算在第三代人那裏得到圓滿。
