1926年6月1日，一個名叫格拉迪斯·皮爾·貝克（母家姓夢露）的年輕女人生下了她的第三個孩子。格拉迪斯在出生證明上寫道孩子父親名叫馬丁·愛德華·莫泰森，然而這個女嬰的生活中並沒有父親的存在。實際上，格拉迪斯是將自己前夫莫泰松的名字誤寫成了莫泰森；而夢露則永遠無法確認自己的生父是誰。格拉迪斯給嬰兒取名為諾瑪·簡·貝克。當時年僅24歲的格拉迪斯已經長期遭受精神疾病折磨，難以承擔照顧諾瑪·簡的責任。因此，她便將小諾瑪·簡寄養在住在加州的艾爾伯特和伊達·博朗代夫婦家中。格拉迪斯會定期探望諾瑪·簡，有時甚至威脅要將女兒奪回來，但她顯然無法為女兒提供一個安穩的家。在格拉迪絲被送入精神病醫院後，她最好的朋友格雷斯·麥基收養了小諾瑪·簡。有一段時間，格雷斯暫時成為了這個孤獨女孩的母親。然而，當格雷斯嫁給被稱為“博士”的歐文·戈達德後，便將諾瑪·簡送進了孤兒院。

從此，諾瑪·簡開始了漫長的寄養生活。由於她一直輾轉於不同的寄養家庭之間，因此就算生活境況好轉，也往往好景不長。據報道，諾瑪·簡有時還會遭受寄養家庭的虐待。她16歲時，格雷斯再次領養了她，然而這種生活並未持續太久。格雷斯決定說服諾瑪·簡當時的男友——年輕的吉姆·多爾蒂與她結婚並帶她脫離寄養體系，少女諾瑪·簡就這樣不情願地變成了一個家庭主婦。多爾蒂加入美國商船隊並被派駐到遠方後，諾瑪·簡在無線電飛機公司的軍需工廠找到了一份工作。不過，這位美麗的少女擁有更遠大的夢想，而且這些夢想即將成真。

正當諾瑪·簡在軍需工廠做著工時很長的工作時，一名隨軍攝影師注意到了她的美並鼓勵她去嘗試模特的工作。此後，她成功與藍書模特經紀公司簽約。諾瑪·簡發現金髮在當時非常時髦，於是把自己原本的深褐色頭髮染成了閃耀的金色，由此開始逐漸轉變成如今標誌性的形象。諾瑪·簡成為了全美國各大雜誌的封面女郎，她很為自己的成功感到高興，不過她想要的不止這些。當二十世紀福克斯公司的一位高管引薦她試鏡時，她果斷地抓住了機會。很快，公司就為她提供了一份六個月的合同，不過合同規定她要重新取一個更有魅力的名字。公司在與高管本·萊昂商量後，最終將新名字敲定為瑪麗蓮·夢露。“夢露”是格拉迪斯婚前的姓氏；此外，萊昂解釋說“瑪麗蓮”讀起來悅耳動聽，並且還能押頭韻。由此，一個明星與這個名字一起誕生了。

然而，儘管改了名字，登上了雜誌封面，還和電影公司簽了約，夢露也沒有一夜成名。在接下來的六個月裡，她只在幾部一年之內不會上映的電影中出演了一些沒有名字或臺詞很少的小角色。1947年，一直在困境中掙扎的年輕的夢露，開始懷疑自己的夢想。迫於生活拮据，她終於答應了以前曾多次拒絕的裸照拍攝邀約。不久，夢露再次時來運轉。1948年，她又得到了一份為期六個月的合同，這次的簽約物件換成了哥倫比亞電影公司。她還結識了娜塔莎·裡特斯，裡特斯後來成為了她的演技指導老師和密友。1949年，夢露在馬克思兄弟的電影《快樂愛情》中飾演的角色令她的事業出現了重大轉機。這個小角色的成功為她帶來了更多出演優秀角色的機會，其中包括廣受好評的影片《彗星美人》和《夜闌人未靜》中的兩個配角。很快，夢露便與二十世紀福克斯公司簽訂了七年的合同。

到了1952年，夢露灰姑娘一般的動人經歷和美豔迷人的外表使她開始成為好萊塢的話題人物。在與洋基隊明星球員喬·迪馬吉奧從約會到結婚的過程中，她更是成為了好萊塢雜誌上的常客。夢露的人氣足以吸引觀眾只為看她而走進影院，雷電華電影公司的《瓊宵禁夢》便是如此。此時她仍在調整自己的形象，比如將髮色染得更淺等。同年，夢露取得了事業上的重大突破：她與好萊塢明星加里·格蘭特和金格爾·羅傑斯共同主演了喜劇《妙藥春情》。1953年，電影《飛瀑怒潮》上映，人們對這顆冉冉升起的新星越發關注。到那時為止，夢露參演的很多電影都側重於表現她的性感，突出她令人羨慕的身材和迷人的個性。《飛瀑怒潮》真正使夢露一躍成為好萊塢一線明星，在此後的人生中，她再未脫離過這一行列。

1953年，夢露主演的《紳士愛美人》給了她一展歌舞天賦的機會，但同時，與她合作的演員也發現這位金髮美女在幕後時常心神不定，緊張怯場。不過，為海外數千名美國海軍陸戰隊隊員表演幫助她控制了怯場心理。但接下來她在大製作影片《娛樂至上》中飾演的角色卻在評論家和影迷中反響平平。與《紳士愛美人》不同，這部影片重新將焦點對準了夢露的性感而忽略了她的個性。對此，觀眾並不認同。1954年，夢露獲得了挽回聲譽的機會。她出演了比利·懷爾德導演的愛情片《七年之癢》，該片上映後好評如潮。這部電影中包含了夢露最具標誌性的經典場景——穿著白色蓬裙，站在地鐵通風口上，任由風將裙襬吹起。儘管人氣時高時低，夢露仍在努力提升演技。她不僅會參加表演課，還會從同行那裡尋求指導。

1955年，夢露結識了劇作家阿瑟·米勒並開始與他交往。

次年，她在《巴士站》中扮演一個憂慮憔悴卻天真無邪的歌女。這個令人心酸而充滿挑戰的角色令她終於有機會以演員的身份得到重視。這一角色獲得好評後，夢露嫁給了米勒，同時繼續在其他具有代表性的流行電影中擔任主角，其中包括她一直以來最受人喜愛的作品《熱情似火》。儘管夢露開始擁有渴望已久的愛和尊重，但她的生活卻並不如意。她在片場的行為變得越來越古怪，經常因為遲到或不聽從指示而遭到訓斥。這段時期內夢露多次流產，或許正因為這樣，她變得越來越消沉沮喪，逐漸開始依賴精神類藥物。

1960年，夢露與她的童年偶像之一克拉克·蓋博合作出演了約翰·休斯頓導演的電影《亂點鴛鴦譜》。這部電影的拍攝過程令所有參與人員都倍感艱難、心力交瘁。在拍攝期間，夢露不得不入院治療十天，而她與米勒的婚姻也瀕臨破裂。電影殺青後，蓋博意外去世。據訊息稱，導致蓋博離世的原因是他很難與夢露融洽相處。儘管這不是事實，但夢露仍然深感內疚，她情緒不斷失控，並最終與米勒分道揚鑣。同時，她還要繼續與各種身體疾病搏鬥。雖然她試圖拍攝喬治·庫克導演的《瀕於崩潰》等其他影片，但脆弱的精神狀態和身體上的疾病都使這位美麗的女演員難以煥發光彩。不過夢露還未放棄自己的事業，她為總統唱生日歌，頻頻登上雜誌封面。1962年，雖然夢露在某種程度上仍處於困境之中，但對於演藝生涯的前途和人生的未來，她似乎比以往更加樂觀。

然而，1962年8月5日，夢露卻被發現死於洛杉磯家中，時年僅僅36歲，死因是巴比妥類藥物中毒。不過，關於她究竟是自殺還是意外服藥過量，至今沒有定論。夢露下葬時身穿她生前最喜愛的禮服，這樣一位活力四射、美麗動人卻飽經磨難的年輕女子的早逝，使整個美國都處於震驚和悲痛之中。