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Marilyn est devenue une célébrité, mais si elle a gagné la faveur du public, elle est toujours sous-estimée par les studios. Elle rencontre Jo DiMaggio qui vient de prendre sa retraite de joueur professionnel de baseball. Touchée par sa discrétion qui contraste avec la vanité des stars qu’elle fréquente, elle tombe sous son charme et l’épouse. Mais celui-ci s’accommode mal du mode de vie d’Hollywood. Le tournage de la scène de la bouche du métro du film Sept ans de Réflexion devant une foule d’admirateurs déchaînés met le feu aux poudres. Fou de jalousie, Joe DiMaggio frappe Marilyn qui aussitôt demande le divorce. Entre-temps, elle refuse les rôles de ravissantes idiotes que la Fox s’obstine à lui proposer. Déterminée à prendre en main sa carrière, elle monte sa société de production et cherche un scénario à sa mesure. Son mariage avec Arthur Miller marque un tournant dans sa vie. En entreprenant l’écriture des Désaxés, il lui promet un grand rôle dramatique, mais bientôt leurs relations se dégradent et lassé de l’instabilité et des excès d’alcool et de médicaments de sa femme, il cherche comment divorcer sans oser le lui avouer. Marilyn fait une fausse couche, le tournage du film est une épreuve, le couple se déchire. Elle obtient le jugement de divorce le jour de l’Investiture de John Kennedy avec lequel elle renoue peu de temps après. Rapidement, le Président et son entourage cherchent à la tenir à l’écart. Dépressive et se croyant surveillée, elle part à New York où elle est internée sur les conseils d’un de ses médecins. Apprenant la nouvelle, sa mère fait une tentative de suicide. De nouveau sous contrat avec la Fox, Marilyn abandonne le tournage de son prochain film pour chanter à la cérémonie d’anniversaire du Président et se fait renvoyer par les studios. Mais John Kennedy a définitivement coupé les ponts. Après une période de dépression, alors que Joe DiMaggio qui n’a jamais cessé de l’aimer envisage de vivre à nouveau avec elle, et qu’elle vient de signer un nouveau contrat, Marilyn est retrouvée morte le 5 août 1962 à son domicile., En dépit de la gloire et des millions de dollars dont elle jouit, Marilyn est moins une actrice qu’un être humain qui tente de découvrir qui elle est vraiment, tout en étant prise au piège par les projecteurs et une célébrité oppressante.