На протяжении долгих лет она вела нежную переписку с Эрнестом Хемингуэем, флиртовала с Бернардом Шоу и Гертрудой Стайн. Но главным поклонником ее жизни стал Эрих Мария Ремарк, написавший однажды в своем дневнике, что Марлен разрушила его жизнь.
Он любил ее более десяти лет. Ей он посвящал любовные письма, составившие сборник «Скажи мне, что ты меня любишь...», с нее списал образ Маду для «Триумфальной арки». Неоднократно он делал ей предложение, но каждый раз слышал в ответ твердое «нет»: актриса предпочитала вести свободную жизнь, заводя романы одновременно и с мужчинами, и с женщинами. «Я находила его непривлекательным в качестве любовника», — говорила она о Ремарке.
О романе актрисы и писателя трубили все парижские газеты. Марлен объясняла мужу: «Это реклама» — и, похоже, была искренна в этом заявлении. Спустя годы она написала:
«Мне было на руку, что меня видят с ним в городе — рожденная в Германии кинозвезда и прославленный немецкий писатель в изгнании. Я решила, что внимание прессы не повредит, к тому же мне все равно больше нечем было заняться».
Во время работы над «Триумфальной аркой» писатель провел лето на юге Франции с Дитрих, ее мужем и его любовницей. Он сходил с ума от страсти, а в это время актриса проводила ночи с актером Жаном Габеном.
Только Марлен решала, когда состоится их следующая встреча. Переехав в США, Ремарк поселился рядом с домом актрисы. Ее дочь позже вспоминала о том периоде: «Он жил для того, чтобы услышать шум машины матери, подъезжающей к дому, телефонный звонок Марлен, что она одна и ему дозволяется, прокравшись через дорогу, заключить ее в объятия».
В 1951 году, спустя 12 лет после знакомства с кинодивой, писатель встретил актрису Полетт Годдар, бывшую жену Чарли Чаплина. Роман с ней помог справиться с болезненной влюбленностью в Дитрих. Через 7 лет Ремарк и Годдар поженились.