1951年,狄马乔与芝加哥白袜队的两位球员一起欣赏了梦露的一部影片,在他退役之后,终于向经纪人提出希望能够安排与梦露见面。然而梦露起初没有答应约会。1954年1月14日,梦露与乔?狄马乔在旧金山的旅馆举行婚礼,并于2月2日前往东京度蜜月。在他们结婚登记274天之后,梦露终于提出了离婚的要求。1954年10月31日,法院判决玛丽莲?梦露与乔?狄马乔离婚。乔?狄马乔离婚前试图挽回的1封信,他并不想与梦露离婚,在信中请梦露再考虑,还说这封信“让他心碎”。
1956年6月29日,梦露与剧作家阿瑟?米勒秘密结婚。同年8月,玛丽莲?梦露怀孕但不久便流产。1957年8月1日,梦露因宫外孕而被迫再次流产。1960年8月28日,玛丽莲?梦露住院接受精神治疗。1961年1月20日,两人在墨西哥正式离婚。2014年12月8日,剧作家阿瑟?米勒(ArthurMiller)追求梦露时写给她的多封情。