"Tajni život Marilyn Monroe" počinje portretom mlade Norme Jeane Mortenson koja živi usamljenim životom bez ljubavi i majke. Unatoč svemu, Norma Jeane procvate u duhovitu, pametnu i ambicioznu ženu i uskoro se preobrazi u simbol jednog razdoblja. Ona uživa u statusu zvijezde, ali ostaje krhka umjetnica koja očajnički treba odobravanje i mušku zaštitu. Vanjski svijet nikad zapravo ne vidi ili ne razumije pravu Marilyn, ženu koja se silno razlikuju od svoje javne persone. Kako joj slava raste, sva tri njezina braka raspadaju se sasvim javno, uključujući i njezine veze s Joeom DiMaggiom i Arthurom Millerom. U konačnici, Marilyn nikada nije mogla kontrolirati svoje unutarnje demone i nastup mentalne bolesti naslijeđene od majke Gladys - žene koju voli, mrzi i očajnički želi spasiti. Iako je njezin filmski studio rekao svijetu da je Marilynina majka umrla, velika je tajna Marilynina života bila da je Gladys ostala vitalan i zabrinjavajući dio njezina svijeta. Dok se Marilyn brinula za svoju majku, njezina opsesija predsjednikom Johnom F. Kennedyjem gurnula ju je preko ruba i, u konačnici, odvela u umobolnicu. Ipak, Marilyn Monroe ustrajava te ostvaruje glumačku izvedbu svog života uspješno skrivajući svoje najmračnije tajne od svijeta.