La obra recorre los últimos momentos de la vida de la actriz a través de las cintas que le grabó su psicoanalista, Ralph Greenson, quien la trató en sus últimos años y que fue la última persona que la vio con vida.

Fue el propio Greenson quien llamó a una comisaría de Los Angeles en la noche del 4 al 5 de agosto de 1962 para comunicar con estas palabras el fallecimiento de la actriz: "Marilyn Monroe ha muerto de una sobredosis".

El psicoanalista, que llegó a ser acusado de la muerte, grabó todas sus conversaciones con la protagonista de "Con faldas y a lo loco", y éstas han sido autenticadas y publicadas por el periódico "Los Angeles Times".

En el documental se analizan aspectos como la fascinación que sintió la Monroe por directores como George Cukor o John Houston y el escritor Truman Capote, así como su relación con John F. Kennedy.

"Últimas sesiones con Marilyn" está dirigido por el cineasta francés Patrick Jeudy, responsable de documentales como "Jackie Kennedy", "Nixon" y "El destino de una princesa" sobre Grace Kelly.