Война поставила перед Мари Кюри новые задачи. Фронт нуждался в передвижных рентгеновских установках для обслуживания тысяч раненых французских солдат и офицеров. Мари Кюри взяла на себя заботу об организации этого нового в те времена дела. Она обучила Ирен специальности рентгенотехника, и они вместе работали на этих установках, часто выезжая в полевые госпитали.
Военные события отодвинули для Ирен время окончания университета, но работа в действующей армии захватила ее, и она отдавала все силы для спасения раненых. Ей приходилось вместе с сестрой работать также на полях во время уборки урожая, где французские женщины, в том числе и горожанки, заменяли крестьян, мобилизованных на фронт.
Наконец война окончилась. Мари Кюри смогла продолжать свои исследования в Институте радия. Сюда возвратились некоторые ее сотрудники.
Ирен, которой к этому времени исполнился 21 год, приступила к занятиям в университете.
Ева Кюри в своей книге о матери писала об Ирен: «...спокойная, уравновешенная, она ни на минуту не сомневается в своем призвании. Она намерена быть физиком, она хочет, и это точно, изучать радий. Удивительно просто и естественно Ирен Кюри вступает на путь, по которому следовали Пьер и Мари Кюри. Она не задается вопросом, займет ли в науке такое же большое место, какое заняла ее мать, и не чувствует тяготеющего над ней громкого имени. Ее искренняя любовь к науке, ее дарование внушают ей только одно честолюбивое желание: работать всю жизнь в лаборатории, которая строилась на ее глазах и где с 1918 года она значится как „прикомандированная лаборантка“».
Эжени Коттон в своих мемуарах писала об этом периоде: «Положение работника лаборатории, состоявшего в родстве с директором, всегда несколько щепетильно, но Ирен во все вносила такую простоту, что никогда не испытывала трудностей этого рода. Однажды она сказала: „Меня нисколько не волновало, достигну ли я того же, что моя мать. Я любила поиски ради них самих. Есть некоторые незначительные опыты, которые доставили мне удовольствия больше, чем те, что сулили громкие успехи“. Эти были счастливые годы для матери и дочери... Они сильно отличались друг от друга по характеру. Мари была сложнее, Ирен более прямолинейной. Но их споры еще больше укрепляли их глубокую нежность друг к другу и их взаимное уважение».
В 1920 году Ирен Кюри — студентка Сорбонны и младшая дочь Ева сопровождали мать в ее триумфальной поездке по Соединенным Штатам Америки, куда ее пригласили, чтобы торжественно вручить в дар 1 грамм радия. Во время этой поездки они посетили несколько университетов и научно-исследовательских центров. Путешествие помогло студентке Сорбонны познакомиться с работой ученых и с лабораториями, гораздо лучше оснащенными, чем хорошо знакомый ей Институт радия.
Мари Кюри была встречена американскими учеными с большими почестями, но и простые американцы стремились увидеть великую исследовательницу радиоактивности. В американских университетах ей были присвоены почетные ученые степени. Она сделала несколько докладов о радиоактивности, встречалась с известными общественными деятелями того времени, с писателями, художниками и другими выдающимися представителями американской культуры. Спустя много лет после этого Ирен в статье «Мари Кюри, моя мать» писала, что мать никогда не искала светских знакомств и связей с влиятельными людьми: «...она очень хорошо сознавала свое значение и не испытывала ни малейшего удовлетворения от встреч с титулованными лицами или министрами. Она была очень довольна, мне кажется, когда случай дал ей возможность познакомиться с Редиардом Киплингом, а то, что ее представили королеве Румынии, не произвело на нее ни малейшего впечатления».
Ирен была свидетельницей славы Мари Кюри, которую можно было сравнить лишь со славой Альберта Эйнштейна. Но она видела, что эта слава оставляет ее мать довольно равнодушной. Мари часто говорила, что личность ученого сама по себе не имеет значения, важны лишь его открытия. Впоследствии, когда Ирен Жолио-Кюри сама стала всемирно известным ученым, она тоже всегда была неизменно скромна.
После окончания университета Ирен Кюри работала препаратором (лаборантом) в Институте радия. Под руководством матери она начала готовить докторскую диссертацию на тему об исследовании альфа-частиц, испускаемых полонием, которую защитила в 1925 году. После защиты она продолжала изучать природные радиоактивные элементы, особенно полоний, и это заняло у нее несколько лет. Результаты своих работ Ирен изложила в монографии «Природные радиоактивные элементы», изданной в Париже в 1946 году, а затем в Варшаве (в переводе на польский язык) в 1954 году.