Verano de 1956. Un joven estudiante de Oxford llamado Colin Clark (Eddie Redmayne) decide abandonar los estudios y adentrarse en el mundo del cine. Una vez en Hollywood, se le presenta la ocasión de acompañar a Marilyn Monroe (Michelle Williams) durante el rodaje de 'El príncipe y la corista', donde también actúa Laurence Olivier. Marilyn está de luna de miel con su flamante marido, el escritor Arthur Miller (Dougray Scott). A su vuelta, Miller deja que Colin se ocupe de su preciosa mujer durante una semana que jamás olvidará...