O filme começa com Marilyn (então Norma Jean) como uma criança, uma vez órfã em Hollywood, Califórnia. O filme continua com a jovem crescendo com sonhos de superstar em sua cabeça, e ela eventualmente se casa, começa a modelar, se divorcia, assina um contrato com a 20th Century Fox e muda seu apelido para Marilyn Monroe. O filme também mostra sua vida pessoal; com seus maridos, o jogador de beisebol Joe DiMaggio e com o dramaturgo Arthur Miller. Tal como acontece com sua vida pessoal, o filme mostra uma grande parte da vida de Monroe aos olhos do público, mostrando sua ascensão ao estrelato, o auge de sua carreira e seus trágicos anos finais. O filme termina com a morte da lendária estrela de cinema em circunstâncias misteriosas.