היא נישאה בגיל 16 (19 ביוני 1942) לבעלה הראשון, ג'יימס דוהרטי, כדי להימלט מגורל בית היתומים, ותיארה זאת כנישואי נוחות. הנישואין החזיקו מעמד 4 שנים (1946). בעלה השני, שחקן הבייסבול ג'ו דימאג'יו, ראה את תמונותיה וחשק בה. לאחר זוגיות מתוקשרת של שני סלבריטאים הם נישאו ב-14 בינואר 1954 בסן פרנסיסקו אולם מזגו החם ויצר הנקמה שבער בו כאשר ראה אותה בצילומים מסרטיה בחצאית מתנפנפת ("חטא על סף ביתך") הביאו לגירושיהם כעבור 274 ימים. למרות זאת, בתקופה מאוחרת יותר חברו שוב יחד.
החידתיים והמופלאים ביותר היו נישואיה למחזאי האמריקני ארתור מילר (ב-29 ביוני 1956, ובטקס יהודי אורתודוקסי יומיים לאחר מכן). למענו אף התגיירה. אפשר להבין אותה, ברצונה להתקרב למעמד האינטליגנציה והאינטלקטואלים של ארה"ב, להוכיח שהיא לא רק "גוף" אלא גם בעלת "רוח". הדבר תמוה יותר מבחינתו. מה חיפש המחזאי הידוע בחיקה של סמל המין, "הנאיבית עד טימטום". אם לשפוט לפי התנהגותו, הבחירה שלו הייתה, כנראה, יותר אנוכית ונצלנית. ע"פ ויקיפדיה מונרו הייתה המפרנסת העיקרית שלהם, ולמעשה אף מימנה את דמי המזונות לאשתו הראשונה של מילר. מילר קנה מכונית יגואר באנגליה, דאג שישלחו אותו לארצות הברית, וסידר שהחשבון
יישלח לחברת ההפקה של מרילין מונרו. הם התגרשו ב-1960.
שמה נקשר גם למספר פרטנרים למשחק. לורנס אוליביה גרם דאגה רבה לאשתו, ויויאן לי, כאשר שיחק לצד מונרו בסרט " הנסיך ונערת השעשועים" ( 1957). גם סימון סניורה חשה מפריז להוליווד לשמור על בעלה הצעיר ממנה, איב מונטאן, ששיחק לצד מונרו בסרט "בוא נעשה אהבה"( 1960).
היא התגלגלה לחבורתם המפוקפקת של פרנק סינטרה ופיטר לאופורד והגיעה עד מיטתו של הנשיא ג'ון קנדי. אחיו בוב לא פיגר אחריו. האם החבורה הידועה לשמצה שימשה סרסור למשפחת האצולה הבוסטונית? האם מרילין נפלה בפח והסתחררה מהיוקרה שנפלה בחלקה? מספרים כי חוקרי הבולשת עלו על ספר כתובות שהיה ברשותה ולטענתם תוכנו סיכן את הנשיא ולכן רצו לסלק אותה מהדרך.