1859년 파리에서 태어나 소르본 대학교에서 수학했다. 초기에는 형 자크 퀴리와 함께 '압전 효과'를 발견하여 물리 측정 장치의 기초를 마련했다. 이후 온도에 따른 자성체의 변화를 연구하여 '퀴리의 법칙'과 '퀴리 온도'라는 개념을 정립했다.
1895년 마리 퀴리와 결혼한 후, 그녀와 함께 방사성 원소인 폴로늄과 라듐을 발견하는 경이로운 성과를 거두었다. 그러나
1906년 빗길에 마차 사고를 당해 46세라는 젊은 나이에 갑작스럽게 세상을 떠났으며, 그의 유해는 과학적 공로를 인정받아 프랑스의 국립 묘지인
팡테옹에 안치되었다.