Так продолжалось до 1915 года, пока однажды сестра Лили Эльза не привела в дом Бриков своего близкого друга, начинающего поэта Владимира Маяковского, в которого она была влюблена и с которым хотела связать свою будущую жизнь. Однако этот факт Лиля, казалось, проигнорировала и в тот день по-особому была мила и приветлива с новым гостем. А тот, восхищённый хозяйкой дома, прочёл ей лучшие свои стихи и на коленях просил разрешения у Лилечки посвятить их ей. Та праздновала победу, а Эльза, сгорая от ревности, не находила себе места.

Через несколько дней Маяковский упрашивал Бриков принять его «насовсем», объясняя своё желание тем, что «влюбился безвозвратно в Лилю Юрьевну». Та дала своё согласие, а Осип был вынужден смириться с прихотями ветреной супруги. Однако окончательно в квартиру к Брикам Маяковский перебрался только в 1918 году. Так начался один из самых громких, романов ушедшего столетия, «брак втроём», слухи о котором быстро распространялись среди знакомых, друзей и в литературных кругах. И хотя Лиля всем объясняла, что «с Осей интимные отношения у неё давно закончены», странная троица всё-таки проживала вместе в крохотной квартирке под одной крышей. А судить божественную Лилю никто даже не посмел.

Спустя много лет Лиля скажет: «Я влюбилась в Володю, едва он начал читать „Облако в штанах“. Полюбила его сразу и навсегда». Однако сначала она держала его на расстоянии. «Меня пугала его напористость, рост, неуёмная, необузданная страсть», — признавалась Лиля и добавляла: «Он обрушился на меня, как лавина… Он просто напал на меня».

Любви поэта Лиля Брик не удивилась. Она была полностью уверена в своих чарах и всегда говорила: «Надо внушить мужчине, что он гениальный… И разрешить ему то, что не разрешают дома. Остальное сделают хорошая обувь и шёлковое бельё».

В 1919 году Брики и Маяковский переехали в Москву. На двери их квартиры они повесили табличку: «Брики. Маяковский». Однако Лиля и не думала хранить верность молодому поэту. Она заводила всё новые и новые романы, а её возлюбленный всё чаще уезжал за границу. Он по несколько месяцев проводил в Лондоне, Берлине и особенно в Париже, что Лилю очень устраивало. Именно там жила любимая сестра Эльза, которая пристально следила за парижской жизнью поэта и докладывала Лиле о его любовных интригах. Рассказывая сестре о «романчиках», Эльза всегда добавляла: «Пустое, Лилечка, можно не волноваться». И та успокаивалась ненадолго и продолжала с упоением читать письма и телеграммы своего поклонника.

А Маяковский встречался с женщинами, проводил с ними всё время и непременно шёл с новыми подругами в магазины, чтобы обязательно что-нибудь купить для московской возлюбленной. «Первый же день по приезде посвятили твоим покупкам, — писал поэт из Парижа в Москву, — заказали тебе чемоданчик и купили шляпы. Осилив вышеизложенное, займусь пижамками».

Лиля отвечала на это: «Милый щенёнок, я не забыла тебя… ужасно люблю тебя. Кольца твоего не снимаю…»

Маяковский возвращался из-за границы с подарками. С вокзала он ехал к Брикам, и целый вечер Лиля примеряла платья, кофточки, жакетики, бросалась от радости на шею поэту, а тот ликовал от счастья. Казалось, его возлюбленная принадлежала только ему. Однако наутро поэт вновь сходил с ума от ревности, бил посуду, ломал мебель, кричал и, наконец, хлопая дверью, уходил из дома, чтобы «скитаться» в своём маленьком кабинете на Лубянской площади. Скитания продолжались недолго, и спустя несколько дней Маяковский вновь возвращался к Брикам. «Лиля — стихия, — успокаивал Владимира хладнокровный Осип, — и с этим надо считаться». И поэт опять успокаивался, обещая любимой: «Делай, как хочешь. Ничто никогда и никак моей любви к тебе не изменит…»

Когда друзья Маяковского упрекали его в излишней покорности Лиле Брик, он решительно заявлял: «Запомните! Лиля Юрьевна — моя жена!» А когда те позволяли себе иногда подшучивать над ним, он гордо отвечал: «В любви обиды нет!»

Маяковский старался терпеть все унижения, лишь бы быть рядом с любимой музой. А та, уверенная в собственной власти на влюблённым поклонником, иногда поступала слишком жестоко. Много лет спустя она признавалась: «Я любила заниматься любовью с Осей. Мы запирали Володю на кухне. Он рвался, хотел к нам, царапался в дверь и плакал».

Проходило несколько дней, и поэт опять не выдерживал. Летом 1922 года Брики и Маяковский отдыхали на даче под Москвой. Рядом с ними жил революционер Александр Краснощёков, с которым у Лили завязался бурный, хотя и непродолжительный роман. Осенью того же года Маяковский стал требовать у возлюбленной разорвать все отношения с новым любовником. На это она оскорбилась и заявила, что не желает больше слышать от него упрёков и выгоняет его из дома ровно на три месяца.

Маяковский посадил себя «под домашний арест» и, как велела Лилечка, они не виделись ровно три месяца. Новый год поэт встретил в одиночестве в своей квартире, а 28 февраля, как было условленно, влюблённые встретились на вокзале, чтобы поехать на несколько дней в Петроград. В то утро поэт мчался к Лиле, сбивая на пути всех прохожих. Увидев её на вокзале, в пушистой шубке, красивую и надушённую, он схватил её и потащил в вагон поезда. Там, взволнованный и счастливый, Маяковский взахлёб прочёл свою новую поэму «Про это». Посвятил он её, разумеется, Лиле.

В 1926 году, вернувшись из Америки, Владимир Маяковский сообщил Лиле, что там пережил бурный роман с русской эмигранткой Элли Джонс, и та теперь ждёт от него ребёнка. Лицо Лили не выражало ни малейшего огорчения. Она ничем не выдала своё волнение, продемонстрировав любовнику лишь равнодушие и хладнокровие. Такой реакции Маяковский ожидать не мог.

Поэт сходил с ума, мучился от ревности и пытался забыть Лилю, встречаясь с другими женщинами. Однажды, когда он отдыхал в Ялте с очередной подружкой Натальей Брюханенко, Лиля всерьёз испугалась за «Володину любовь» к ней. Она направила телеграмму возлюбленному, где с отчаянием просила не жениться и вернуться «в семью». Спустя несколько дней Маяковский приехал в Москву.

Осенью 1928 года он направился во Францию якобы на лечение. Однако верные Лилины друзья сообщили ей, что за границу Маяковский едет, чтобы встретиться с Элли Джонс и своей маленькой дочерью. Лиле стало тревожно. Однако она всегда привыкла добиваться своих целей. Верная себе, решительная и изобретательная Брик затеяла новую авантюру. Опять она просила сестру «не упускать Володю из виду», и Эльза, чтобы как-то оторвать Маяковского от американки, познакомила его с молодой моделью Дома Шанель, русской эмигранткой Татьяной Яковлевой. Сёстры не ошиблись. Вскоре после встречи с Татьяной Маяковский забыл об Элли. Однако он влюбился в новую знакомую так, что решил жениться на ней и привезти её в Россию. Восторженный и влюблённый, он посвятил Яковлевой стихотворение. Это означало для Лили Брик лишь одно: для Маяковского она больше не является музой. «Ты в первый раз меня предал», — с горечью сказала Владимиру Лиля, когда он вернулся в Москву. А он впервые ничего не объяснил. Этого Лиля пережить не могла.

В октябре 1929 года она пригласила своих друзей и устроила пышную вечеринку. В середине вечера Лиля якобы нечаянно заговорила о своей сестре, от которой недавно получила письмо. Это письмо хитрая хозяйка решила зачитать вслух. В конце послания Эльза писала, что Татьяна Яковлева выходит замуж за знатного и очень богатого виконта. Владимир Маяковский, услышав новость, побледнел, встал и вышел из квартиры. Он так и не понял, что Татьяна вовсе не собиралась выходить замуж, что сёстры провернули очередную авантюру, чтобы Володенька остался с Лилей и мог дальше плодотворно работать.

Спустя полгода Брики отправлялись в Берлин. Маяковский провожал их на вокзале, а через несколько дней в отеле Осипа и Лилю ждала телеграмма из России: «Сегодня утром Володя покончил с собой». Это произошло 14 апреля 1930 года. Он оставил записку, в которой среди других фраз были слова: «Лиля, люби меня».

В июле того же года вышло правительственное постановление, в котором Лиле Брик начислялась пенсия в размере 300 рублей и отходила половина авторских прав на произведения Владимира Маяковского. Другая половина была разделена между родственниками поэта. Лиля, хотя и переживала смерть любимого друга, однако объясняла её с завидным спокойствием: «Володя был неврастеник, — говорила Брик, — едва я его узнала, он уже думал о самоубийстве».