Ona jednak odmówiła i, nie chcąc dać pretekstu do wojny, pozostała w posiadłościach męża, gdzie wychowywała młodszego syna Antoniusza i Fulwii wraz z własnymi dziećmi.
W 32 p.n.e., gdy wybuchła wojna, Antoniusz przeprowadził formalny rozwód i ogłosił, że bierze za żonę Kleopatrę VII królową Egiptu, uznając syna jej i Cezara, Cezariona, za legalnego dziedzica Cezara.
Ostatnie lata życia Po śmierci Antoniusza Oktawia dalej opiekowała się dziećmi Antoniusza i jego innych żon:Aleksandrem Heliosem, Kleopatrą Selene, Ptolemeuszem Filadelfosem i Jullusem Antoniuszem, nie patrząc na krzywdy doznane od ich ojca. Nie wyszła też po raz trzeci za mąż. August adoptował jej syna Marka i widział w nim swojego dziedzica. Gdy Marek zmarł w 23 p.n.e., Oktawia wycofała się z życia publicznego, do końca pozostając w żałobie i w ukryciu. Według Seneki Oktawia przez resztę życia opłakiwała syna i nic jej nie mogło pocieszyć. Nie chciała mieć żadnego portretu syna i nie pozwalała wymieniać jego imienia w swojej obecności. Z nienawiścią odnosiła się do innych kobiet, w tym do Liwii, których synowie żyli. Pogrążona w żałobie i samotności odrzucała wszelkie próby, czy to uhonorowania Marcellusa, czy to jej pocieszenia.