В останні роки життя актриси її психологічний стан був нестабільним. Зйомки у своєму останньому фільмі для студії 20th Century Fox, "Щось має статися", вона не завершила. 5 серпня 1962 року Мерлін Монро виявили мертвою. Смерть настала через передозування барбітуратів.
Її причиною передбачалося "гостре отруєння барбітуратами". У поліцейському звіті було записано: «Мабуть, самогубство». Згодом експерти встановили, що Монро померла 4 серпня між 8:30 та 10:30 вечора.
Розтин було проведено того ж дня, 5 серпня, професором Томасом Ногучі. У звіті йшлося, що смерть настала внаслідок можливого передозування барбітуратів.