Monroe comenzó su carrera como modelo representada por Emmeline Snively, quien le aconsejó teñirse el cabello a un rubio platino y le dijo que sería una gran seductora para el público. Para perfeccionar sus rasgos, Marilyn afinó sus cejas y se operó la nariz.
En 1945 salió en la portada de más de 30 revistas. Era conocida como «el sueño de los fotógrafos». En julio de ese mismo año, Ben Lyon, jefe de reparto de la 20th Century Fox accede a entrevistarla y queda fascinado. Poco después la contrata por 125 dólares a la semana. Le cambia el nombre por el de «Marilyn Monroe»: se eligió «Marilyn» en honor a una actriz anterior, y «Monroe» era el apellido de soltera de su madre.
Joe Schenk le consiguió su segundo papel protagonista en Ladies of the Chorus (1948). Un año después Monroe aceptó posar desnuda para el fotógrafo Tom Kelley, para un calendario que más tarde

sería el impulso definitivo para su consagración. En 1951 participó en la entrega de los Óscar. En 1952 aparece en la portada de la revista Life. En 1953 inmortalizó sus huellas en el cemento de la entrada en Hollywood Boulevard, junto con Jane Russell.
En diciembre de 1953 apareció en la portada del primer número de Playboy siendo, por lo tanto, la primera chica del mes de la revista, con la famosa fotografía Sueños dorados donde mostraba sus medidas de 37-23-36 pulgadas (en centímetros, 94-58-92). Dicha revista le dedicó cinco veces la portada, y la última ocasión fue en la edición de diciembre de 2005, la cual tiene información reciente sobre su muerte.
Monroe estuvo relacionada con el director de cine, Elia Kazan.

El rostro de Marilyn se convirtió en verdadero icono pop cuando Andy Warhol, poco después de su muerte,
recuperó una fotografía suya (de la película Niagara) para pintar sucesivas Marilyns, símbolo del pop art. Ya a mediados de los 80, Madonna fue la primera de una larga lista de estrellas musicales, que se inspiraron en la imagen de Marilyn para retomar una estética seductora, de vampiresa e ingenua al mismo tiempo.