Seule ou en collaboration avec son mari (1926), Jean Frédéric Joliot, elle effectua des travaux de physique nucléaire et des recherches sur la structure de l'atome qui conduisirent à la découverte du neutron (Chadwick, 1932) et de la radioactivité artificielle (1934). Elle fut sous-secrétaire d'État à la Recherche scientifique en 1936. (Prix Nobel de chimie 1935.)
