В 1941 году Олег Кассини создал костюмы для фильма известного режиссера Джозефа фон Штернберга «Жестокий Шанхай» (The Shanghai Gesture). Главную роль в нем сыграла актриса Джин Тирни, которая и стала второй женой дизайнера. С тех пор она носила на экране только наряды от Кассини. Родители Тирни были против их брака, и влюбленные сбежали в Лас-Вегас, где незамедлительно поженились, использовав серьги Джин в качестве обручальных колец. У Кассини и Тирни родилось две дочери — старшая, Антуанетта-Дария, к сожалению, была глухой и умственно отсталой из-за краснухи, перенесенной Джин во время беременности. В 1950 году Кассини и Тирни даже появились вместе на экране в фильме «Там, где кончается тротуар» (Where the Sidewalk Ends). Олег исполнил роль дизайнера в эпизоде, а Джин играла модель. Но брак это не спасло, и в 1952 году он закончился разводом. Кассини обещал жене заботиться о дочерях и по завещанию оставил каждой 25 % своего немалого состояния. Остальное досталось его третьей жене Марианне, брак с которой продлился с 1971 года до его смерти.
Олег Кассини получил американское гражданство в 1942 году и пошел добровольцем в армию, где служил сначала в береговой охране, а потом в кавалерии, где ему довелось познакомиться с будущим президентом США Рональдом Рейганом. Он был умелым наездником, не раз подчеркивал, что в нем течет кровь запорожских казаков, и дослужился до чина лейтенанта.
После окончания Второй мировой войны дизайнер увлекся идеей создания готового платья и основал в Нью-Йорке собственную компанию по производству одежды Oleg Cassini Inc., продолжая при этом сотрудничать с кинематографом и бродвейскими театрами.
Олег Кассини умел красиво ухаживать за женщинами и, ведя жизнь богатого и привлекательного свободного мужчины, в 1950–1960-е годы всегда появлялся в компании самых привлекательных кинозвезд и светских дам. Ему приписывают романы с актрисами Ланой Тернер, Бетти Грейбл, Урсулой Андресс, а в 1954 году Кассини был помолвлен с Грейс Келли, что очень сильно не одобряли родители кинозвезды, а сама Грейс в результате предпочла модельеру принца Монако Ренье и разорвала помолвку.
Звездный час Олега Кассини настал в 1960 году, когда его выбрала своим личным модельером Жаклин Кеннеди, жена только что избранного президента США Джона Кеннеди. К тому времени тридцатилетняя Жаклин уже считалась безусловной иконой стиля и была включена в ежегодный Best-Dressed Women of the World List — почетный список самых элегантных женщин в мире. Она предпочитала наряды парижских кутюрье, но, став первой леди, по патриотическим соображениям, вынуждена была от них отказаться и прибегнуть к услугам американского дизайнера. Белый дом даже выпустил и распространил в средствах массовой информации специальное заявление по этому поводу. Американским дизайнером Джеки стал Олег Кассини, который должен был полностью отвечать за ее имидж, — именно так было записано в контракте. Этот выбор удивил мир моды, потому что тогда имя несомненно талантливого Олега Кассини все же не входило в первую десятку американских модельеров. Но Джеки нравился современный стиль его творений, и она не прогадала.
«Я создал для нее архитектурный силуэт а-ля египетская принцесса, собственно, так возникла в начале 1960-х международная мода на стиль Джеки. Она восхищала мир короткими манто и длинными перчатками, шляпками-коробочками и асимметрией вечернего туалета с одним обнаженным плечом», — рассказывал Кассини в интервью уже после смерти Жаклин. Кассини также создавал для Джеки костюмы-двойки, состоящие из платья с круглым вырезом и приталенного жакета с рукавом в три четверти. Всего он сделал для нее около 300 туалетов, отказавшись от тканей с рисунком в пользу чистых и, как правило, светлых цветов. Вечером единственной данью декоративности был бант, закрепленный на талии или на плече, днем эту роль исполняли крупные пуговицы или узкий пояс. Весь гардероб Джеки отличала геометрическая строгость, графический эффект, который способствовал фотогеничности ее облика. В этом Кассини знал толк.
Проработав в кино долгие годы, он понимал, как определенная модель или ткань будет выглядеть на фотографии или экране телевизора, что было особенно важным в эпоху бурного развития этого медийного средства. Результатом стало повсеместное увлечение женщин всех возрастов стилем первой леди США и признание Олега Кассини дизайнером мирового уровня. «Дорогой Олег, — писала Жаклин Кеннеди Кассини в личном письме, — я всегда думала, что когда мы с Джеком поедем во Францию с официальным визитом, я тайком посещу салон Живанши, чтобы заказать себе туалеты, но теперь я знаю, что в этом нет необходимости — ваши творения будут выглядеть прекрасно».