Пьер Кюри родился 15 мая 1859 года в Париже, в семье врача.
Получил домашнее образование. В возрасте 16 лет получил ученую степень бакалавра Парижского университета, а спустя еще два года стал лиценциатом физических наук. С 1878 работал вместе со старшим братом Жаком в минералогической лаборатории Сорбонны. Вдвоем они открыли пьезоэлектрический эффект.
В 1895 году Кюри женился на Марии Склодовской, студентке из Польши. Начиная с 1897 года они исследовали явление радиоактивности.
В 1903 году Шведская королевская академия наук присудила Пьеру и Марии Кюри Нобелевскую премию по физике за 1903 год. Пьер и Мария Кюри получили половину награды «в знак признания … их совместных исследований явлений радиации, открытых профессором Анри Беккерелем». В октябре 1904 года был назначен профессором физики Сорбонны. В 1905 году был избран академиком во Французскую академию наук. Специально для него в Парижском университете была образована кафедра общей физики и радиоактивности.
19 апреля 1906 года Кюри, переходя в дождливый день улицу в Париже, поскользнулся и попал под экипаж. Колесо телеги раздавило ему голову, смерть наступила мгновенно.
В 1995 году его прах вместе с прахом жены был перезахоронен в Пантеоне.
Пьер Кюри сформулировал ряд идей симметрии. Он утверждал, что нельзя рассматривать симметрию какого-либо тела, не учитывая симметрию окружающей среды.