报警后，警察来到现场。由于梦露超高知名度，洛杉矶警方派出了非常有经验的侦探长R·E·拜伦全权负责。拜伦探长发现梦露房间很整洁，“这个房间里所有的一切，我能够回想起来的，就只有那张床、一个小梳妆台和床头柜，还有被她拉到床上的电话。”
梦露去世时全身裸露，脸部盖在枕头下，两条腿直伸着。引起大家注意的是床头边小桌子上的空安眠药瓶子，按照正常服用量，药瓶中应该剩下50粒左右。难懂梦露是服用安眠药自杀？因为梦露死亡现场也不像是一场谋杀。各大媒体知道这个细节后，争相报道，“梦露是因为大量服用安眠药造成的急性中毒而死，她是自杀的。”
警察完成对梦露死亡现场完成检查后，遗体被转移到韦斯特伍德村的太平间，准备接下来的尸体解剖。日本籍法医野口恒富负责遗体解剖工作，野口检查梦露身体后，发现没有任何外部伤。于是，野口进行了解剖，他后来回忆时说：“她的心脏和肝脏都没有异常，非常干净，至今我还记得十分清楚。”
