siedziba muzeum noblistki thumb|Władysław Skłodowski oraz, od lewej: Maria, Bronisława, Helena (1890)
Maria Skłodowska urodziła się w Warszawie (wtedy znajdującej się w Królestwie Polskim, będącym częścią Imperium Rosyjskiego) jako piąte i ostatnie dziecko w rodzinie nauczycielskiej, wywodzącej się z drobnej szlachty. Jej ojciec Władysław, pochodził z rodziny, która miała prawo do posługiwania się herbem Dołęga, zaś matka z rodziny z herbem Topór. Dziadek Józef Skłodowski był szanowanym lubelskim i kieleckim pedagogiem, wójtem Piekoszowa. Ojciec Władysław Skłodowski był nauczycielem matematyki i fizyki oraz dyrektorem kolejno dwóch warszawskich gimnazjów męskich, zmuszony przez władze carskie prowadził również w domu stancję dla chłopców. Matka Bronisława Boguska, była przełożoną warszawskiej pensji dla dziewcząt z dobrych domów. Oboje rodzice wychowywali swoje dzieci w duchu głębokiego patriotyzmu. Rodzeństwem Marii byli: Zofia (1861–1876), Józef (1863–1937) – znany warszawski lekarz, Bronisława (1865–1939) – lekarka i działaczka społeczna i Helena (1866–1961) – nauczycielka. Kiedy Maria miała 9 lat, jej najstarsza siostra Zofia zmarła na tyfus. Dwa lata później, w wieku 42 lat zmarła jej matka, która od lat chorowała na gruźlicę. Ojciec był ateistą, matka zaś głęboko wierzącą katoliczką.