Ia belajar di fakultas sains di Sorbonne namun pendidikannya terputus oleh PD I selama ia menjabat sebagai radiografer perawat. Setelah perang, ia menerima gelar doktornya dalam sains, mengerjakan tesis pada sinar alfa polonium.
Pada tahun 1926 ia menikah dengan Jean Frédéric Joliot (kedua pengantin menghubungkan kedua nama belakangnya) dan berkolaborasi pada radioaktiovitas alami dan buatan, transmutasi unsur, dan fisika nuklir. Pada tahun 1935 menerima Hadiah Nobel Kimia. Pada tahun 1938 risetnya pada aksi neutron pada unsur berat, merupakan langkah penting dalam penemuan fisi nuklir. Ia menjadi guru besar Fakultas Sains di Paris pada 1937, dan pada 1946 Direktur Institut Radium.
Merupakan aktivis perdamaian, ia mengambil perhatian tekun dalam hak wanita, menjadi anggota Comité National de l'Union des Femmes Françaises dan pada Dewan Perdamaian Dunia. Ia merupakan Ketua Fisika Nuklir di Sorbonne, dan pada 1936 pemerintah Prancis mengangkatnya sebagai Menteri Muda Negara untuk Riset Ilmiah dan akhirnya ia terpilih sebagai Petugas Legion of Honour. Jean Frédéric dan Irene Joliot-Curie mempunyai satu anak perempuan, bernama Helene, dan satu anak laki-laki bernama Pierre.[1] Irene Joliot-Curie meninggal akibat leukemia yang diidap selama kerjanya.
