Edward Mortenson, de lehetséges, hogy Stanley Gifford volt. Anyai ágon főként elmebajosokból állt a család, így a nyolcéves Norma Jean árvaházba, majd egy ismerőshöz került.

16 évesen ment először férjhez. 1944-ben, amikor a férje bevonult katonának, egy hadiüzembe ment dolgozni, ahol felfedezte egy fotós. Kiszőkítette a haját és modellként vállalt munkát.

A magazinok címlapjárra került, elvált a férjétől, és Marilyn Monroe néven szerződést kötött a 20th Century Fox Filmstúdióval. A gyenge kis szerepek után megkapta az "Aszfaltdzsungel" és a "Mindent Éváért" című filmek főszerepét, amelyekben nagy sikert aratott, az "Éjszakai összecsapás" című filmje pedig kasszasiker volt.

A "Szőkék előnyben", majd a "Hogyan házasodik egy milliomos" premierje után Hollywood sztárja lett, Amerika szexszimbólumává vált. A bulvársajtó egyre nagyobb terjedelemben foglalkozott vele, amihez hozzájárult az egyik legnagyobb baseballjátékossal, Joe DiMaggióval, majd a drámaíró Arthur Millerrel kötött házassága.

A "Hét év vágyódás"-ban is nagyot alakított, ebben a filmben látható a híres metrószellőző feletti jelenete. A sikerei csúcsán New Yorkba költözött, hogy Lee Strasberg Actors Studiójában tovább képezze magát.

A Lawrence Olivier-vel forgatott "A nagyherceg és a táncosnő"-ben nyújtott alakításáért Donatello-díjat kapott. Tony Curtis és Jack Lemmon partnereként forgatott a "Van, aki forrón szereti" című filmben, Yves Montand-nal a "Szeressünk!"-ben. Kezelhetetlen depressziója miatt gyógyszer- és alkoholfüggősége alakult ki. Álmatlan, kórházban töltött időszakából azzal próbálták kiemelni, hogy felkérték, köszöntse Kennedy elnököt a születésnapi partiján. New Yorkban színpadon "A vágy villamosá"-t játszotta.

Futó kapcsolatba keveredett Yves Montand-nal, majd hírbe hozták Robert Kennedyvel, az elnök öccsével is. 1962.08.05-én lakosztályában holtan találták, a hivatalos álláspont szerint gyógyszer-túladagolás okozta a halálát, amely olyan talányos volt, mint az egész élete.

Lee Strasberg mondta a sírjánál: "Más is akadt, aki gyönyörűszép volt, mint ő, ám benne volt valami más is, amit az emberek megláttak és amivel azonosultak. Sugárzása volt, sóvárgás és vágy áradt belőle, ettől volt más, mint a többi ember, ebből a sugárzásból akart részesülni mindenki, aki ismerte, gyermeki naivitásából, amely csupa félénkség volt, de csupa elektromos feszültség is".