Lors de son séjour, le couple Signoret-Montand, rencontre
Marilyn Monroe et cette dernière insiste pour qu'Yves Montand joue à ses côtés dans
Le Milliardaire, réalisé par George Cukor. C'est durant cette période qu'Yves Montand et Marilyn Monroe entretiendront une liaison connue de tous. Simone Signoret, de son côté, rentre en France. Yves Montand la rejoindra, cependant, dès la fin de la promotion du film. Simone Signoret ne leur en a jamais voulu. La filmographie de Simone Signoret, continuera, ensuite, de s'allonger, alors qu'elle joue à la fois en
France et aux
Etats Unis. Mais l'actrice est aussi passionnée par l'écriture et c'est en 1976 qu'elle publie son autobiographie, intitulée
La nostalgie n'est plus ce qu'elle était. En 1977, elle reçoit un nouvel honneur : le César de la meilleur actrice pour son interprétation du rôle de Madame Rosa dans
La Vie devant soi, de Moshé Mizrahi. Mais dès 1981, son état de santé se dégrade. Elle subit, pour commencer, une intervention de la vésicule. Puis, petit à petit, Simone Signoret devient aveugle. Elle décèdera le 30 septembre 1985 alors qu'elle est âgée de 64 ans seulement.