In de zomer van 1956 komt Marilyn Monroe (gespeeld door Michelle Williams) aan in de Pinewood Studios in London voor de opnames van de film The Prince and the Showgirl. Weg uit Hollywood, recht in de armen van de Britse filmindustrie volgen we Marilyns wedervaren door de ogen van Colin Clark, een timide productie-assistent. De film van Curtis is gebaseerd op een hoofdstuk uit de mémoires van Clark. Monroe’s tegenspeler en regisseur Laurence Olivier (Kenneth Branagh) probeert haar eerst in zijn bed te lokken, maar raakt gaandeweg geïrriteerd door haar onprofessioneel gedrag. Wanneer Marilyns echtgenoot, schrijver Arthur Miller, op zakenreis gaat, moet Colin haar gezelschap houden.
Het beeld van Marilyn dat de film schetst, namelijk het sexsymbool dat in wezen ongelukkig, kwetsbaar en afhankelijk is, is overbekend. Door de vintage auto’s, de snoezige decors, de bekende acteurs die legendarische sterren van vroeger spelen en de liefde voor de film business tout court, charmeert deze film mateloos.