Фредерик Жолио-Кюри продолжал работу в области ядерной физики, а Ирен осталась верна радиохимии: ее труды посвящены вопросам, составляющим содержание новой науки — ядерной химии.
После окончания второй мировой войны в 1946 году Ирен Жолио-Кюри вошла в состав комиссариата по атомной энергии Франции, но через несколько лет покинула пост комиссара. Фредерик еще оставался верховным комиссаром по атомной энергии.
В исследованиях, выполненных Ирен Жолио-Кюри вместе с талантливым югославским физиком Павле Савичем, она была близка к открытию процесса деления ядер урана. Однако в опытах по бомбардировке нейтронным пучком урановой и ториевой мишеней возникали не новые трансурановые элементы, как предполагала Ирен, а образовывалось по два вещества с почти одинаковыми свойствами из средней части периодической системы Д.И. Менделеева. Это помешало исследователям сделать последний, решающий шаг к открытию деления урана. Позднее эта задача была решена в Берлине Отто Ганом, Лизе Мейтнер и Фрицем Штрассманом.
Ирен Жолио-Кюри как выдающийся ученый в области радиоактивности, радиохимии и ядерной физики, автор более 50 научных трудов, пользовалась широкой известностью во Франции и других странах. Многие иностранные академии, научные общества и институты избрали ее своим членом. В 1947 году Ирен Жолио-Кюри была избрана иностранным членом Академии наук СССР. Она имела дипломы члена Бельгийской королевской академии, Академии наук Индии, почетного доктора Эдинбургского университета, университета в Осло и другие.
Ирен, как и ее мать Мари Кюри, не была избрана в Парижскую академию наук. Десятилетия, отделявшие даты баллотировки в академию матери и дочери, не внесли изменений в существовавшее веками положение — высокое научное учреждение Франции еще не отказалось от традиционного предубеждения против женщин-ученых, бесспорно достойных академического звания.
Ирен два раза выставляла свою кандидатуру в академики. Она понимала, что шансов быть избранной у нее почти нет. Но ее цель заключалась главным образом в том, чтобы публично подчеркнуть право французских женщин занимать академические посты наравне с мужчинами. Это был далеко не единичный жест в пользу женского равноправия. Ирен постоянно уделяла внимание трудной борьбе за равенство французских (и не только французских) женщин с мужчинами в любых сферах трудовой и творческой деятельности, а также за улучшение их общественно-правового положения.
Профессор М. Гайсинский многие годы наблюдал работу Ирен в Институте радия. В своей статье, напечатанной в «Ле леттр франсэз» 22 марта 1956 года, он писал: «Мадам Жолио, профессор Сорбонны и директор Института радия, в действительности была прежде всего физиком и химиком, собственноручно проводившим опыты над собственноручно же приготовленными и очищенными препаратами. Она крайне редко просила помощи ассистентов и технических сотрудников, имевшихся, может быть, в недостаточном числе для удовлетворения нужд всей лаборатории, но силами которых она вполне могла располагать. Когда несколько лет назад она взялась за исследование эффекта образования альфа-частиц низких энергий с не изученными еще характеристиками, испускаемых некоторыми минералами, ее часто можно было видеть в маленькой химической лаборатории, наблюдающей за кипением раствора или промывающей осадки на фильтре. Или она проводила время в физической лаборатории: склонившись над микроскопом, фотографировала траектории частиц на пластинку, ею же приготовленную. Всего несколько месяцев назад Ирен можно было видеть за новым аппаратом для счета частиц с хронометром в одной руке и карандашом — в другой».
Однако такая преданность экспериментальной работе никогда не мешала Ирен Жолио-Кюри посвящать много времени преподавательской деятельности и руководству лабораторией. Так было и в последние годы ее жизни.
Профессор М. Гайсинский говорил автору этой статьи, что, преодолевая с огромным мужеством болезнь, Ирен вместе с Фредериком развернула активнейшую деятельность по осуществлению проекта создания большого института ядерной физики в Орсе. Она надеялась, что в январе 1957 года закончится строительство первых зданий лаборатории и можно будет приступить к монтажу мощного ускорителя, а через год в Орсе перебазируется большая группа исследователей Института радия. Забота об Орсе не оставляла ее даже на больничной койке в госпитале, куда она была доставлена прямо с гор, где находилась на отдыхе.