Norma Jeane Mortenson daha sonra annesinin ismi Baker’ı aldı. Annesi sık sık bir akıl hastanesine kapatıldı. Norma Jeane, evvel birbirini izleyen 12 hami aile ile yaşadı ve akabinde bir müddetliğine yetimhanede kaldı. 1942’de uçak fabrikasından bir iş arkadaşıyla evlendi, lakin II. Dünya Savaşı’ndan kısa bir müddet sonra boşandılar. Tanınan bir fotoğraf modeli oldu ve 1946’da Marilyn Monroe ekran ismini alarak Twentieth Century-Fox ile kısa vadeli bir mukavele imzaladı. Fox ve Columbia stüdyoları tarafından yapılan birkaç kısa sinemadan sonra tekrar işsiz kaldı ve fotoğrafçılar için modellik yapmaya geri döndü. Bir takvimdeki nü fotoğrafı ona Scudda-Hoo (1948) sinemasında bir rol kazandırdı ve bunu öteki küçük roller izledi.
1950’de Monroe, The Asphalt Jungle’da küçük bir rol oynadı. All About Ev (1950) ise ona Fox’tan yeni bir kontrat ve daha fazla tanınma kazandırdı. Let’s Make It Legal (1951), Love Nest (1951), Clash by Night (1952) ve Niagara (1953) üzere bir dizi sinemada, stüdyo takviyeli imajının gücüyle yıldızlığa yükseldi. Gentlemen Prefer Blondes (1953), How to Marry a Millionaire (1953) ve There’s No Business Like Show Business (1954) sinemalarındaki performanslarıyla ünü giderek arttı ve tüm dünyaya yayıldı. 1954’te beyzbol yıldızı Joe DiMaggio ile evlendi. Evliliklerinin bir yıldan kısa bir mühlet sonra sona ermesiyle birlikte, mesleğinden hoşnutsuz olmaya başladı.
Monroe, New York City’deki Actors’ Studio’da Lee Strasberg ile çalıştı ve The Seven Year Itch (1955) ve Bus Stop’ta (1956) yetenekli bir komedyen olarak anılmaya başladı. 1956’da oyun müellifi Arthur Miller ile evlendi ve kısa bir müddet sinemadan emekli oldu, ancak The Prince and the Showgirl’de (1957) Laurence Olivier ile birlikte rol aldı. Some Like It Hot (1959) sinemasıyla önemli bir aktris olarak birinci kere beğeni topladı. Son sineması The Misfits (1961), Miller tarafından bilhassa Monroe için yazıldı, fakat evlilikleri sinemanın çekimi sırasında dağıldı; 1961’de boşandılar.
1962’de Monroe, Something’s Got to Give isimli güldürüyü çekmeye başladı. Lakin, hastalıkları nedeniyle sık sık sete gelmiyordu ve Mayıs ayında ünlü “Mutlu Yıllar” müziğini söylediği bir galaya katılmak için New York’a gitti. John F. Kennedy ile bağı olduğu argüman edildi. Haziran ayında Monroe sinemadan kovuldu. Daha sonra yine işe alınmasına karşın, çalışma hiçbir vakit devam etmedi. Sanal bir münzevi olarak birkaç ay sonra, Monroe Los Angeles’taki evinde çok dozda uyku hapından hayatını yitirdi. Vefatı “olası intihar” olarak kabul edildi ve bu bulgu, aktrisin uyuşturucu kullanımı ve evvelki intihar teşebbüsleriyle desteklendi. Lakin kimileri, Kennedy ile bağlantısını ifşa etmekle tehdit ettikten sonra öldürüldüğüne inanıyordu – ayrıyeten ABD Başsavcısı Robert F. Kennedy ile bir ilgisi olduğu da söylendi – yahut iki adamı organize kabahatle ilişkilendiren bilgilere sahip olduğu söylendi. Bu argümanları destekleyecek kâfi delil olmamasına karşın, komplo teorileri devam etti.
İlk gösterimlerinde, Monroe’nun 23 sineması toplam 200 milyon dolardan fazla hasılat elde etti ve şöhreti, vaktinin başka şovmenlerinden daha fazla oldu. Aptal ve baştan çıkarıcı bir sarışın olarak birinci imajı, sonraki yıllarda Hollywood’un baskılarından kaçamayan hassas ve inançsız bir bayanın trajik figürüne dönüştü. Gereksiz vefatıyla birleşen kırılganlığı ve duygusallığı, sonunda onu bir Amerikan kültürel ikonu statüsüne yükseltti.