Dans sa plus jeune enfance, Marilyn eut un chien nommé Tippy. Il mourut a cause d'un voisin qui furieux d'entendre le chien aboyé, le tua d'un coup de fusil. Elle fut trés affectée par la disparition de son chien qu'elle avait recueillit dans sa famille d'accueil. Marilyn se souviendra toute sa vie de Tippy.
Aprés son premier mariage avec James Dougherty, elle eut un colley nommé Muggsy, donné par des amis. Il mourut quand Marilyn débuta le mannequinat. Ensuite, elle eut un chihuahua qui s'appelait Josefa, un ami lui avait offert pour ses 24 ans.
En 1955, à New-York elle eut un chat persan nommé Mitsou. Elle eut aussi un basset avec son mari Arthur Miller, il s'appellait Hugo.
Ils eurent aussi un cheval appelé Ebony ainsi qu'un chat siamois en 1959 qui se nommait Serafina.
Le dernier compagnon de Marilyn fut son chien Maf que son attachée de presse Pat Newcomb, lui avait offert en 1961.
Avec Maf au Beverly Hills Hotel, 1961