Marzyła o karierze pokroju Jean Harlow, która była jej idolką. W 1946 współpracą z aktorką zainteresowany był Howard Hughes, szef RKO Pictures, o czym poinformowała Hedda Hopper w notatce opublikowanej 29 lipca 1946 w magazynie „Los Angeles Times”. Debiutantka zainteresowała sobą także Bena Lyona, kierownika ds. obsady w 20th Century Fox, na którego zaproszenie wzięła udział w zdjęciach próbnych; operator kamery Leon Shamroy był pod wrażeniem aktorki, bowiem stwierdził: „Dziewczyna będzie drugą Harlow!”. 24 sierpnia 1946 podpisała kontrakt z wytwórnią, na mocy którego zarabiała 75 dol. tygodniowo. Za namową Bena Lyona przybrała pseudonim artystyczny; przez jakiś czas występowała jako Carole Lind, później zaczęła przedstawiać się jako Marilyn Monroe, czym nawiązała do imienia aktorki Marilyn Miller i nazwiska panieńskiego matki. Podjęła naukę w Actors’ Laboratory Theatre, którą opłacała jej wytwórnia. Brała udział w lekcjach śpiewu, tańca i pantomimy oraz kontynuowała karierę fotomodelki. Uczęszczając do Actors' Laboratory Theatre później stwierdziła, że był to „mój pierwszy raz, jak może wyglądać prawdziwe aktorstwo w prawdziwym dramacie i byłam tym pochłonięta”.