L'année 1962
En janvier, elle acquiert une demeure à Brentwood dans les environs de Los Angeles. Elle effectue des allers-retours entre son médecin Greenson et DiMaggio, et fait un coma après l'absorbtion de barbituriques alors qu'un nouveau film se met en place. En mai 1962 ont lieu les premières prises de Something's Got to Give, perturbées par les arrêts maladie successifs de Marilyn. Pour ce film, elle reçoit 100 000 US$, alors qu'il semble que le réalisateur George Cukor et l'acteur Dean Martin toucheront chacun 300 000 US$. La presse étrangère lui décerne le prix de la plus grande vedette de l'écran à Los Angeles quelques semaines auparavant. Marilyn quitte une nouvelle fois le tournage, malgré l'interdiction des studios, pour assister à l'anniversaire de John F. Kennedy à New York au cours duquel elle interprète le célèbre Happy Birthday, Mister Président[3]. Jacqueline Kennedy s'oppose à sa venue à la fête privée de son mari.
Le 1er juin, jour de son 36e anniversaire, elle est de retour sur le plateau où une fête est organisée en fin de journée en son honneur : ce sera sa dernière apparition professionnelle. Le 7, la Fox la renvoie. Des négociations sont immédiatement engagées : le 20, la Fox annonce la reprise du tournage sous peu. Marilyn, dans le cadre d'une campagne de relations publiques pour restaurer son image auprès du grand public, participe à des séances photos avec plusieurs photographes de premier plan et des interviews avec de grands magazines. DiMaggio et elle évoquent un remariage et une date est même arrêtée : le 8 août 1962. D'autres projets de films sont discutés comme I Love Louisa et The Jean Harlow Story. La dernière semaine de sa vie est riche en ordonnances pour des somnifères, prescrites par au moins deux médecins.
Le vendredi 3 août est consacré à de nombreux appels téléphoniques professionnels et privés, et des rencontres avec son psychiatre et avec son amie Pat Newcomb. Le samedi est identique : appels téléphoniques, travail dans le jardin avec le docteur Greenson et balade sur la plage avec l'acteur Peter Lawford, beau-frère des Kennedy. Certains témoignages la décrivent sous l'influence de tranquillisants. À 19h45, elle a encore une conversation téléphonique avec Lawford, où elle semble déprimée et confuse. Il rappelle un peu plus tard mais la ligne est en dérangement. Il passe plusieurs appels à des proches pour la joindre tout de même. Finalement jointe, Eunice Murray, la gouvernante engagée à la demande du docteur Greenson, indique que tout va bien : il est alors 20h30. L'écrivain Donald Spoto, auteur d'une biographie de l'actrice, pense qu'à ce moment Marilyn est déjà morte ou en train de mourir de surdosage.
C'est à partir de cet instant que les versions diffèrent : qui est venu ? Quand ? Pourquoi ? Qui a averti ? Et, surtout, à quel moment Marilyn est-elle morte exactement ? Lorsque la police arrive chez elle à 4h35, le dimanche 5 août 1962, Marilyn, nue sur son lit, est morte. Deux des proches médecins sont pourtant déjà sur place. Le mystère ne fait alors que commencer...
Le 6 août, DiMaggio et la demi-sœur de Marilyn réclament le corps de Marilyn et organisent, le 8 août, des funérailles privées au cimetière Westwood Memorial Park de Los Angeles, auxquelles seules 24 personnes, triées sur le volet, sont conviées.

Marilyn, qui avait tourné dans 30 films, avait 36 ans.
Autour de Marilyn
Paternité Un des grands mystères de la vie de Marilyn est l'identité exacte de son père. La mère de Marilyn, Gladys Baker (ou Gladys Mortenson), était une femme instable et fragile. On sait peu de chose de son premier mari si ce n'est qu'il se nommait Jack Baker et qu'il a été le père de deux enfants de Gladys : Hermitt Jack (24 janvier 1918 - années 1920, mort de tuberculose) et Bernice[6] (30 juillet 1919 - ?), demi-frère et demi-sœur de Marilyn. À la naissance de Norma Jeane, Jack avait disparu depuis longtemps et Gladys a probablement alors entretenu diverses liaisons. Selon les biographes et spécialistes de Marilyn et selon ce qu'elle-même en a (peu) su et dit, deux possibilités coexistent :
Martin Edward Mortenson (ou Mortensen) : second mari de Gladys, un boulanger né en Norvège en 1897 où il a abandonné femme et enfants pour se rendre aux États-Unis. Il épouse Gladys le 11 octobre 1924 puis la quitte rapidement avant de se tuer dans un accident de moto le 18 juin 1929 dans l'Ohio. Selon certaines sources, un autre Martin Edward Mortenson décédé en Californie en 1981 se revendiquait père de Marilyn et possédait une copie de son certificat de naissance. Sur le certificat de naissance de Marilyn ainsi que sur le certificat de mariage avec DiMaggio, le nom du père mentionné est Edward Mortenson. C. Stanley Gifford : il a été l'amant de Gladys entre 1925 et 1926, alors qu'ils étaient collègues de travail[réf. nécessaire]. Leur liaison s'est terminée lorsque Gladys lui a annoncé être enceinte. Marilyn pensait qu'il était son père et a essayé d'entrer en contact avec lui à plusieurs reprises, sans succès ; plus tard, c'est lui qui lui a écrit et téléphoné à quelques années d'intervalle, sans succès également : elle aurait commenté qu' « il était trop tard ».

Marilyn fut mariée trois fois :
juin 1942 - septembre 1946 : elle épouse à 16 ans James Dougherty (1921-2005), 21 ans, voisin et élève dans la même école secondaire[réf. nécessaire]. janvier 1954 - octobre 1954 : elle épouse l'ancien joueur de base-ball Joe DiMaggio. Malgré leur divorce, ils furent très proches l'un de l'autre jusqu'au décès de Marilyn. DiMaggio, selon la légende, est resté amoureux d'elle jusqu'à la fin de sa vie, en mars 1999. Selon son conseiller Morris Engelberg, ses dernières paroles auraient été : I'll finally get to see Marilyn (« Je vais enfin revoir Marilyn »). juin 1956 - janvier 1961 : elle épouse le dramaturge Arthur Miller, qui écrit pour elle le scénario du film Les Désaxés. Un quatrième mariage aurait été contracté avec un certain Robert Slatzer, qui a écrit avoir été l'ami et l'amant de Marilyn sur une assez longue période. Selon lui – car il semble que les amis de Marilyn ne l'aient pas connu –, Robert Slatzer, à cette époque journaliste, aurait été uni à l'actrice quelques jours, en octobre 1952. Mais cette union reste vraiment sujette à caution en raison de l'absence de tout document officiel. Slatzer déclarera, plus tard, que le mariage avait été annulé sous la pression des studios américains. Un chèque signé de la main de Marilyn, le 4 octobre 1952, dans une boutique de luxe de Los Angeles, invalide fortement les propos de Slatzer.