A Paris, au début des années 1920, Irène Curie rencontre Frédéric Joliot à l'Institut du Radium. Ils tombent vite amoureux et se marient en 1926. Le couple unit ses forces dans la recherche. Après avoir manqué deux découvertes majeures, ils finissent par connaître leur heure de gloire. Le 14 janvier 1934, ils annoncent la découverte de la radioactivité artificielle, un triomphe historique que Marie Curie ne verra pas.