Diadaptasi dari buku Radioactive: Marie & Pierre Curie: A Tale of Love and Fallout karya Lauren Redniss, film Radioactive mengisahkan tentang perjalanan hidup saintis perempuan Marie Curie (Rosamund Pike), yang merupakan perempuan pertama peraih Hadiah Nobel Fisika. Film dibuka dengan adegan Marie Curie di sebuah laboratorium di Paris, Perancis, pada 1934. Ia pingsan dan kemudian dibawa ke rumah sakit. Ia lalu terkenang akan seluruh perjalanan hidupnya, sebagai perempuan yang berasal dari Polandia, dan pindah ke Perancis pada 1893. Saat itu, sebagai saintis, Marie harus menghadapi dominasi kaum maskulin. Ia tidak bisa mendapatkan dukungan dari siapa pun termasuk urusan dana, untuk melakukan penelitian. Hanya karena ia seorang perempuan. Ia pun berusaha mencari mitra, dan beruntungbertemu dengan Pierre Curie (Sam Riley).

Kerja sama itu berlanjut sampai ke pernikahan. Kombinasi kedua ilmuwan itu pun melahirkan pelbagai penemuan yang hebat. Marie menemukan plutonium dan radium serta teori radioaktivitas. Sesuatu yang baru di dunia fisika dan kimia. Marie pun mendapatkan pelbagai penghargaan bergengsi di dunia penelitian. Namun, popularitas itu tak bertahan lama. Ketika Pierre meninggal pada 1906, orang-orang mulai mewaspadai timbulnya efek radium yang membahayakan kesehatan. Kehidupan asmara pribadinya juga menjadi sorotan masyarakat. LSF mengklasifikasikan film ini untuk penonton usia 13 tahun ke atas.