Ajo ka patur shumë të dashur gjatë jetës së saj, por vetëm tre martesa, pasi me pjesën tjetër të meshkujve lidhjet zgjasnin shumë pak.
Martesa e parë e Marilyn Monroe ka qenë në vitin 1942, me marinarin James Dougherty, kur ikona e asaj kohe ishte vetëm 21 vjeç. Martesa zgjati vetëm katër vite, pasi Monroe kishte plane të tjera për jetën e saj, për të ndjekur ëndrrat e Hollyëood, ndërsa James nuk bënte pjesë në planet e sekssimbolit.
“Martesa ime nuk më ka trishtuar, por as nuk më ka bërë të lumtur. Ne nuk kishim asgjë për të thënë me njëri-tjetrit”, është shprehur Marilyn për marrëdhënien me marinarin.
Martesa e dytë për Marilyn do të vinte në vitin 1954, kur ajo u martua me Joe DiMaggio, por kjo martesë zgjati vetëm 9 muaj. Sipas Monroe arsyeja e divorcit kësaj here ishte se Joe ishte shumë indiferent dhe pa humor.
Martesa e tretë do të vinte në vitin 1956 me aktorin Arthur Miller, marrëdhënie e cila zgjati për pesë vite
Thuhet se ka qenë pikërisht gjatë marrëdhënies me Arthur, kur Monroe u bë e varur nga droga dhe alkoli që më pas i morën dhe jetën. Në vitin 1961 çifti u nda, pasi Arthur e la Marilyn për një fotografe.