18 февраля 1930 Б. видела В. В. Маяковского в последний раз. В этот день она вместе с О. М. Бриком отбывала в Берлин и Лондон. Впоследствие Б. не раз проклинала эту поездку, считая, что ее присутствие сохранило бы поэту жизнь. 14 апреля 1930 В. В. Маяковский покончил с собой выстрелом в сердце из револьвера. Б. узнала об этом из телеграммы, отправленной Я. Аграновым: «Сегодня утром Володя покончил с собой».
В предсмертном письме, датированным 12 апреля (т. е. за два дня до самоубийства), В. В. Маяковский назвал Б. первой в списке членов своей семьи. 23 июля 1930 вышло правительственное постановление о наследниках В. В. Маяковского. Ими были признаны Б., мать и сестры поэта. Каждой из них полагалась пенсия в 300 рублей, сумма по тем временам значительная. Б. также получила и половину авторских прав.
В том же 1930 Б. вышла замуж за героя гражданской войны Виталия Марковича Примакова (1897—1937), крупного военачальника, военного атташе в Афганистане, а затем в Японии. При этом, она не была официально разведена с О. М. Бриком и к тому же считалась женой В. В. Маяковского. После скитаний по отдаленным гарнизонам, Б. обосновалась вместе с мужем в Москве на Арбате. По ее настоянию, в той же квартире поселился и О. М. Брик. В 1933 В. М. Примаков был направлен на учебу в Германскую академию генштаба. Б. писала О. М. Брику из Берлина: «Любименький, дорогой, золотой, миленький, светленький, сладенький Осик! Все бросила бы и примчалась в Москву, да нехорошо уехать от Виталия, который много работает». И далее: «Я тебя обнимаю, и целую, и обожаю, и люблю, и страдаю. Твоя до гроба, Лиля. Виталий шлет привет и обнимает».
В 1935, когда возникли трудности с публикацией произведений В. В. Маяковского, Б. обратилась за помощью к самому И. В. Сталину. В ответ вождь всех народов написал: «Маяковский был и остается лучшим, талантливейшим поэтом нашей советской эпохи. Безразличие к его памяти и произведениям – преступление». После этого, по словам Б. Пастернака, стихи В. В. Маяковского стали насильственно насаждаться, «как картошка при Екатерине».
В августе 1937 В. М. Примакова арестовали и вскоре расстреляли как врага народа. Как это ни покажется странным, Б. при этом совершенно не пострадала. По легенде, за нее заступился сам И. В. Сталин, сказав «Не трогайте жену Маяковского».
Практически сразу после гибели В. М. Примакова Б. еще раз вышла замуж, на этот раз за литературоведа Василия Абгаровича Катаняна (1902—1980), который бросил ради нее свою семью. С В. А. Катаняном Б. прожила ок. сорока лет. Он явился автором монументальной «Хроники жизни Маяковского», которая до сих пор представляет большой научный интерес. В начале Великой Отечественной войны супруги работали в «Окнах ТАСС». В 1942 отправились в эвакуацию в город Молотов (ныне Пермь), опять-таки прихватив с собой О. М. Брика. Вернулись в Москву в 1944, а спустя год 22 февраля 1945 О. М. Брик скончался от сердечного приступа, поднимаясь по лестнице на свой этаж. Б. была безутешна. В конце жизни она сказала: «Я всегда любила одного – одного Осю, одного Володю, одного Виталия и одного Васю».
В 1960-ые Б. занималась переводами и литературоведческими исследованиями, в частности творчества Ф. М. Достоевского. Скульптурые работы Б. (бюсты В. В. Маяковского, О. М. Брика, В. А. Катаняна и др.) ныне хранятся в частных коллекциях.
Ее квартира на Кутузовском проспекте снова стала центром притяжения художественной интеллигенции. Здесь бывали поэты Борис Слуцкий, Новелла Матвеева, Виктор Соснора, Андрей Вознесенский, художники Мартирос Сарьян, Александр Тышлер, композиторы Дмитрий Шостакович, Микаэл Таривердиев, Родион Щедрин, балерина Майя Плисецкая и мн. др. Одним из последних творческих и человеческих увлечений Б. был кинорежиссер Сергей Параджанов.
Впрочем, далеко не у всех современников Б. вызывала восхищение. Поэт Ярослав Смеляков не мог простить ей гибели В. В. Маяковского:
Ты б гудел, как трехтрубный крейсер,в нашем общем многоголосье,но они тебя доконали,эти лили и эти оси.Известен также по-женски резкий отзыв Анны Ахматовой: «Волосы крашеные и на истасканном лице наглые глаза».