Trong suốt cuộc hôn nhân với Arthur Miller, Marilyn Monroe đã sảy thai tới ba lần. Cô chưa từng có con, nhưng cô rất vui vì được làm mẹ kế của Jane và Robert, hai người con của chồng. Ngoài ra, Marilyn cũng có mối quan hệ thân thiết Joseph, con trai của người chồng thứ hai Joe DiMaggio, một trong số ít những người được xác nhận là đã nói chuyện với Marilyn vào đêm trước khi cô qua đời.

“Tất cả những đứa con riêng mà tôi có đều vô tình phải chịu gánh nặng từ danh tiếng của tôi”, cô chia sẻ với nhà báo Richard Merryman. “Đôi khi, chúng đọc được những thứ khủng khiếp về mẹ của mình trên báo, điều đó làm tôi vô cùng lo lắng không biết rằng chúng có cảm thấy bị tổn thương hay không. Tôi thường nói với bọn trẻ rằng: ‘Đừng nên giấu giếm mẹ những chuyện đó. Mẹ muốn các con thẳng thắn hỏi để mẹ giải đáp mọi thắc mắc, đừng ngại ngùng gì cả.’ Rồi tự tin trò chuyện với chúng bằng cách đó.”

Tháng Bảy năm 2020, một bức thư của Marilyn Monroe gửi cho hai đứa con riêng của Miller đã được đem bán đấu giá $1.280. Trong thư, Marilyn đóng giả là Sugar Finney, con mèo cưng của “mummy” Jane và “dad” Robert.