Nobile signora francese nata all'Hôtel de Breteuil, Parigi, una delle prime persone a spiegare il calcolo di Newton e Leibniz e sempre dibattuto sul confronto tra la filosofia naturale newtoniana e il covitalismo di Lebniz. Discendente da un'illustre, nobile e ricca famiglia francese, era figlia del Barone De Breteuil, allora Introduttore di Ambasciatori alla corte del Re Luigi XIV di Francia, a Versailles.
Molto intelligente, ricevette un'eccellente educazione dai suoi precettori e precettori nel castello di Breteuil, e mostrò sempre grande facilità nell'apprendimento delle lingue, delle scienze e della matematica. A dodici anni leggeva, parlava e scriveva fluentemente in tedesco, latino e greco e trascorreva la maggior parte del tempo chiusa nelle sue stanze a studiare. Aveva anche talento artistico e amava ballare, suonare il clavicembalo e cantare arie d'opera, faceva teatro e, nel tempo libero, praticava l'equitazione.
All'età di 19 anni, sposò, per comodità, il marchese Florent-Claude Du Châtelet-Lomont, nobile cavaliere e ufficiale dell'esercito di Sua Maestà Cristiana. Dopo tre figli, il matrimonio fu sciolto di comune accordo, poiché non si adattava alla vita militare del marito, si allontanò dalle sale della vita alla corte di Versailles. A 24 anni ebbe come amante Louis François Armand de Vignerot Du Plessis, III duca di Richelieu (1696-1788) per circa un anno e mezzo e con il quale approfondì le sue conoscenze in letteratura e filosofia.
Iniziò quindi a studiare geometria con il matematico, astronomo e fisico dell'Accademia delle scienze Moreau de Maupertuis, ardente sostenitore delle teorie di Newton. Conobbe Voltaire (1733), di dieci anni più grande di lei, con il quale avrebbe avuto una lunga storia d'amore e condotto un gran numero di esperimenti. L'ha avvicinata al Duca di Richelieu e ha reso possibile la sua introduzione nei circoli scientifici e governativi. Ha partecipato (1737) a un concorso dell'Accademia delle Scienze di Francia, per il miglior saggio sulla natura del fuoco. Ha recensito la teoria gravitazionale di Newton che ha pubblicato sul Journal des Savants un anno dopo. Scrisse un testo di fisica in francese intitolato Institucións de Physics, pubblicato anonimo (1740).
Incinta da uno dei suoi amanti, Jean-François, marchese di Saint-Lambert (1716-1803), iniziato (1745) una traduzione annotata dei Principia di Newton, ma pubblicata postuma solo dieci anni dopo (1759). Prevedendo una fatalità, terminò la traduzione poco prima di dare alla luce una figlia al Palacio Ducal de Lunéville. Morì pochi giorni dopo per problemi post-partum e il re polacco Stanislao I ordinò che si celebrassero i funerali nazionali in suo onore e fu sepolta nella cattedrale di Lunéville. Per completare la sua tragica relazione di meno di due anni con il capitano Saint-Lambert, nemmeno il bambino è sopravvissuto.
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