1962年8月5日，梦露在洛杉矶布莱登木寓所的卧室内被发现已经去世，终年36岁，死因是过量服用安眠药。联想到之后的肯尼迪总统被刺事件，一些舆论认为梦露之死乃由于她卷入了肯尼迪家族与政治圈的黑幕。

在她死亡44年后，大多数关于她的官方调查文件仍被列为高级机密。直到历史专家才看到了一些FBI解密文件，首次发现玛丽莲·梦露之死，可能和她记下的一本“秘密日记”大有关系。这本日记记载下了梦露和肯尼迪兄弟俩的大多数“枕边谈话”，梦露“自杀”当晚，她的这本日记从此也神秘消失了。