Gabrielle Émilie Le Tonnelier de Breteuil, marquise de Châtelet, communément appelée Émilie de Châtelet, naît Paris le 17 décembre 1706. Elle doit à son père, homme à l'esprit ouvert, une éducation exceptionnelle pour femme de cette époque, elle danse, joue du clavecin, apprend le latin, le grec et l'allemand, s'intéresse aux beaux habits, à l'opéra et à la philosophie naturelle, c'est-à-dire aux sciences.

Elle se marie le 20 juin au marquis Florent Claude de Châtelet. Il a trente ans et elle dix-neuf. Ébloui par son intelligence et conscient de ses propres limites, il laisse la marquise de Châtelet libre de fréquenter les grands hommes de son époque, comme Bernoulli, Euler, Buffon et Réaumur. Certains deviendront ses amants, notamment Maupertuis et Voltaire. Elle fait la connaissance de de dernier en 1734, alors qu'il est en disgrâce. Il la pousse à traduire Newton et lui fait prendre conscience de la liberté dont elle dispose de penser par elle-même.

A la chance d'avoir eu un père qui ne la considérait pas comme une "fille à doter et à marier", elle ajoute celle d'avoir un compagnon la considérant comme son égale. Voltaire se montra toujours admiratif envers elle, louant son intelligence et ses qualités, dont celle de ne jamais médire des autres. Elle se passionne pour la physique et analyse les travaux théoriques de Leibnitz sur l'énergie cinétique, qu'elle illustre à l'aide d'expériences. Émilie du Châtelet rédige un traité de physique, publié par l'Académie des sciences, une première pour une femme. Elle traduit en français des Principia Mathematica de Newton qui fait encore autorité aujourd'hui.

A son arrivée à Lunéville, en 1746, Émilie s'éprend du poète Saint-Lambert et délaisse Voltaire avec lequel elle reste liée d'amitié. Trois ans plus tard, après une grossesse difficile, elle donne naissance à une petite fille dans la nuit du 3 au 4 septembre 1749, mais l'enfant et sa mère n'y survivent pas. Saint-Lambert et Voltaire l'assistent jusqu'au bout. Émilie de Châtelet repose en l'église paroissiale Saint-Jacques de Lunéville.