Heirat mit Arthur Miller
Marilyn verliebte sich auf den ersten Blick in den damals verheirateten Arthur Miller. Sie schrieben sich romantische Briefe und sie fand ihn als Gentleman. In einem gestand er, dass er ohne sie nicht leben könnte. Er ließ sich von seiner Frau scheiden und heiratete Marilyn nur zwei Tage später in einer jüdischen Zeremonie. Marilyn sehnte sich danach, mit dem Dramatiker ein Baby zu bekommen, und erlitt mehrere Fehlgeburten und Eileiterschwangerschaften. Sie wollte jahrelang Mutter werden, räumte aber ein, dass ihre Fehlgeburten möglicherweise durch all die Substanzen verursacht wurden, die sie ihrem Körper zuführte.
Monroe hatte eine tiefe Vorliebe für den Intellekt ihres letzten Mannes, Arthur Miller. Sie liebte ihn sehr. Die Ehe dauerte vier Jahre. In dieser Zeit schrieb Arthur Miller für sie den Western „The Misfits“. Es war sein erstes Drehbuch und sie spielte in seiner Filmproduktion mit. Durch ihn entwickelte Marilyn eine politische Seite. 1960 wurde sie Gründungsmitglied des Committee for a Sane Nuclear Policy in Hollywood. Sie unterstützte natürlich die Bürgerrechtsbewegung. Sie unterstützte offen ihren Mann vom Un-American Activities Committee (HUAC), als sie Miller zur Aussage anriefen.