Η Λι ταξίδεψε στο Λος Άντζελες για να είναι μαζί με τον Ολίβιε και να προσπαθήσει να πείσει Σέλζνικ ότι ήταν η καταλληλότερη ηθοποιός για το ρόλο της Σκάρλετ.
Ο κριτικός κινηματογράφου Λίοναρντ Μέιτλιν χαρακτήρισε το Όσα Παίρνει ο Άνεμος ως μια από τις καλύτερες ταινίες όλων των εποχών, τονίζοντας το γεγονός ότι η Λι υποδύθηκε το ρόλο της Σκάρλετ αγγίζοντας την τελειότητα, ενώ η κριτικός Πολίν Κάελ, σχολιάζοντας το Λεωφορείον ο Πόθος, έγραψε ότι η Λι και ο Μπράντο έδωσαν δυο από τις καλύτερες ερμηνείες όλων των εποχών.
Στις 31 Αυγούστου 1940 ο Ολίβιε και η Λι παντρεύτηκαν στη Σάντα Μπάρμπαρα της Καλιφόρνια, σε μια τελετή που παρακολούθησαν μόνο οι μάρτυρες τους, Κάθριν Χέπμπορν και Γκάρσον Κέινιν.
Το 1958, η Λι θεωρώντας ότι ο γάμος της είχε πλέον λήξει, σύναψε ερωτική σχέση με τον ηθοποιό Τζακ Μέριβεϊλ, ο οποίος γνώριζε την ιατρική κατάσταση της Λι και διαβεβαίωσε τον Ολίβιε ότι θα τη φρόντιζε.
Ο Ολίβιε και η Λι υποστήριξαν ότι η επιτυχία του θεατρικού είχε να κάνει με το γεγονός, ότι το κοινό ήθελε να παρακολουθήσει μια πικάντικη και αισθησιακή παράσταση και όχι την ελληνική τραγωδία που οραματίζονταν οι κριτικοί.
Η συνάντησή της με τον Λόρενς Ολίβιε το 1935 και η μετέπειτα συνεργασία τους στην ταινία Μέσα στις φλόγες το 1937, αποτέλεσε σταθμό για την καριέρα της.
Μετά την επιστροφή τους στο Λονδίνο, ο πρώην σύζυγός της, Λι Χόλμαν, που συνέχιζε να ασκεί σημαντική επιρροή πάνω της, έμεινε με το ζευγάρι και τη βοήθησε να ηρεμήσει.
Τον Φεβρουάριο του 1938, η Λι ζήτησε να περάσει από ακρόαση για το ρόλο της Σκάρλετ.
