Несмотря на все, было ясно, что этот брак — сплошная катастрофа. Матильда и Анатолий яростно ссорились, а затем мирились, иногда это происходило даже на публике. Жизнь превратилось в череду скандалов. Матильда смирилась с романом Анатолия с графиней Шуваловой, но когда в его жизни появилась Валентина де Дино, она решила положить этому конец. Апогеем ревности стал день рождения Анатолия Демидова. На бале-маскараде разгоряченная Матильда оскорбила любовницу своего мужа после чего при всех получила от супруга две пощечины. 

Матильда искала утешение в живописи, и ее познакомили со студентом-художником по имени Эрнест Эбер, который стал ее любовником. Но эти отношения продлились не долго. Затем она познакомилась с Альфредом-Эмильеном, графом де Ньюверкерке (Alfred Émilien O’Hara van Nieuwerkerke).

Впервые Ньюверкерк увидел Матильду в 1843 г., в усадьбе Сан-Донато, куда приехал специально, чтобы познакомиться с коллекцией живописи, собранной Демидовым. Нбюверкерк был красавцем и слыл известным на всю Европу ловеласом. «Устоять было невозможно…», — признавалась позднее Матильда в письме к брату Жозефу, — «Эмильен являлся воплощением всего того, чего не хватало мне с Демидовым…».

Матильда написала письмо русскому царю, прося развода, и Анатоля вызвали в Россию. Она же отправилась в Нидерланды, чтобы быть со своей подругой Софией в ожидании ответа императора. Ответа не последовало, и Матильда вернулась в Париж, где ее ждал Ньюверкерк. Ей посоветовали покинуть Париж и ждать решения в монастыре, тем более, что у нее не было собственных денег, поэтому и выбора тоже. Из монастыря Матильда написала: «Как видите, я приняла серьезное решение. Пока ситуация не изменится, я нашла убежище здесь, подальше от интриг и слежки мира».

В октябре 1846 г. царь наконец даровал Матильде свободу. Она сохранила свои драгоценности и получила ежегодную ренту в размере 200 000 франков. Анатолию был запрещен въезд в Париж, и теперь Матильда могла свободно принимать Ньюверкерка в своем парижском доме.

Однако в обществе ходили слухи, что развод был фиктивным. Дело в том, что после развода Анатоль переписал на имя Матильды два прииска (золотой и платиновый) на Урале, а в 1851 г. с ее помощью приобрел первую резиденцию Наполеона на острове Эльба и построил там виллу Сан-Мартино, где создал уникальную экспозицию, посвященную Наполеону.

В 1848 г. кузен Матильды Луи-Наполеон вернулся и был избран главой государства. Немало усилий к этому приложила и Матильда, ведь бриллианты вырученные при разводе она поместила в качестве обеспечения банковского кредита в 500 тысяч французских франков, которые пошли на избирательную компанию ее родственника.

Матильда настаивала на признании заслуг Ньюверкерка, и это наконец произошло в следующем году. Он был назначен генеральным директором музеев Франции. 1 марта 1851 г. внезапно скончалась мадам де Рединг, оставив Матильду в глубоком горе. «Потеря, которую я понесла, тем более жестока, что она невосполнима. Я никогда не смела думать об этом, я знала, что это будет слишком больно».

В 1852 г. Луи-Наполеон стал императором Наполеоном III. Матильда внезапно стала первой леди страны, поскольку ее кузен все еще не был женат. Он сказал ей: «Моя дорогая кузина, пока нет императрицы, ты первая леди, и ты всегда будешь моей правой рукой». Именно Матильда представила Евгению де Монтихо новому императору, и она стала его женой. После женитьбы Наполеона III Матильда имела огромное влияние при дворе, наряду с женой своего родного брата Клотильдой Савойской. Эти две дамы на правах родственниц императора заправляли всем высшим светом Второй Империи, отодвинув в сторону молодую императрицу Евгению.

Матильда оказалась причастна и к возникновению известного бренда «Картье». В 1853 г. она купила у неизвестного ювелира Луи Франсуа Картье три брошки. Украшениями она, как водится, похвасталась в своем салоне, и через неделю в мастерскую Карьте прибыла сама императрица Евгения. За три последующих года женщины заказали и купили у Луи Франсуа более 150 украшений.

Тем временем ее отношения с Ньюверкерком охладели, он стал ей изменять. Матильда жила в особняке в Париже, где во времена Второй империи собирался цвет искусства и литературы Франции.

Она охотно принимала и деятелей культуры, оппозиционно настроенных к режиму Наполеона III. Когда Дюма-отец в очередной раз грубо отозвался об императоре в салоне принцессы, у нее спросили, не поссорилась ли она с известным романистом. Матильда ответила: «Думаю, что поссорилась насмерть… Сегодня он у меня обедает». Когда Жорж Санд ходатайствовала о снисхождении к осужденным политическим противникам Второй империи, она предпочитала обращаться к Матильде или ее брату Жозефу-Наполеону. Вспоминая о своем знаменитом дяде, Наполеоне I, Матильда однажды сказала Марселю Прусту: «Если бы не он, я бы продавала апельсины на улицах Аяччо». Пруст регулярно бывал в салоне принцессы начиная с 1891 г. Как реальное историческое лицо принцесса Матильда введена писателем в условный сюжет повествования его цикла романов «В поисках утраченного времени» (1913—1927). Кроме того, некоторыми чертами принцессы Пруст наделил и другого персонажа цикла — маркизу де Вильпаризи.

24 июня 1860 г. отец Матильды умер в возрасте 75 лет. В своем завещании он отдал предпочтение ее младшему брату, и Матильда была возмущена еще и потому, что отец жил на пенсию, которую ему выплачивала она из своей ренты. Ее кузен, император, предоставил ей дополнительно 300 000 франков в год, и 1860-е гг. стали знаменательным десятилетием расцвета для салона Матильды, где она принимала многих интеллектуалов того времени.

В 1869 г. ее отношения с Ньюверкерком окончательно закончились, и она с горечью написала: «С 1846 по 1869 год, Бог знает, меня обманывали. И в конце концов, меня бросили».

Анатолий Демидов умер в Париже 29 апреля 1870 г. и был похоронен в родовой усыпальнице на кладбище Пер-Лашез рядом с матерью. Принцесса Матильда присутствовала на похоронах, в ее доме был организован поминальный обед.

Затем, так же быстро в ее жизни появился новый человек. Его звали Клавдий Попелин (Claudius Popelin-Ducarre), ему было 44 года, и он был поэтом. Самой Матильде тогда было 49 лет.

Жена Попелина умерла в начале 1869 г., и он написал Матильде: «Я остался почти один в этом мире, с бедным маленьким ребенком, и моя скорбь невыразима». Затем Вторая империя рухнула и, Матильда покинула Париж 3 сентября 1870 г. по настоянию друзей. Попелин последовал за ней в Бельгию, где у Матильды было конфисковано несколько сундуков с деньгами. Принцесса, родившаяся в изгнании, теперь снова оказалась в изгнании. Она написала своей племяннице: «Я чувствую себя настолько подавленной во всех отношениях, что у меня нет ни смелости, ни желания строить какие-либо планы…».

Один из постоянных посетителей матильдиного салона, российский художник Эрнест Липгарт писал в своих воспоминаниях: «После того как принцессу бросил неблагодарный граф Неверкерк, Поплен стал ухаживать за принцессой. Делал он это старомодно: долго и с куртуазностью трубадура, даже, подобно своему другу мастеру сонета г-ну де Эредиа, писал сонеты в весьма необычной манере. Очаровательная книжечка, озаглавленная «Октава сонетов», украшенная заставками его работы, была посвящена принцессе Матильде. И тогда знатная дама уступила настойчивым ухаживаниям певца сонетов и вышла за него замуж, но тайно, чтобы не повредить своей репутации. Это был секрет Полишинеля, который не знал я один… …Поплен был защищен pro domo sua — он был богаче принцессы, так что никто не мог его упрекнуть в корыстных намерениях…».

Когда восемь лет спустя Готский альманах, ведущий учет всех европейских аристократических фамилий, объявил об их союзе, Матильда разъярилась и даже напечатала опровержение. Она знала, что над ее браком многие подтрунивали. Впрочем, вряд ли кто-то мог заподозрить второго мужа принцессы в корысти. Клодиус никогда не находился на содержании супруги, поскольку был намного богаче.

Матильде в конце концов разрешили вернуться в свой любимый дом в Сен-Гратьене, но по возвращении часть дома все еще была занята немецкими солдатами. Попелин часто навещал ее. Она начала бояться поездок, опасаясь, что ей не разрешат вернуться домой. В июле 1890 г. Матильда, казалось, порвала с Попелином после того, как он увлекся другой женщиной, но она позволила ему вернуться в свою жизнь. Попелин был ученым и библиофилом, оставившим после себя значительное литературное наследие. Оно включает в себя сборники поэзии, переводы и теоретические работы по искусству. Книга «Искусство письма», опубликованная в 1868 г., стала эталонным трудом по этой теме. Последние годы жизни он посвятил созданию, по его собственным словам, «пантеона» современных знаменитостей, с которыми он познакомился в доме принцессы Матильды.

В следующем году младший брат Матильды умер в Риме в возрасте 68 лет, а затем последовала еще одна трагедия. 19 января 1892 г. умер Ньюверкерк, а в мае – Попелин. , Эдмон де Гонкур, который часто упоминает Попелена в своем «Дневнике: Воспоминания о литературной жизни», отмечает, описывая церемонию на кладбище Пер-Лашез : «Принцесса, стоя на коленях, слегка прислонив голову к небольшому дереву, молилась за своего любимого покойного, смело признавая эту связь».

Матильда была опустошена и сказала: «Я закончу тем, что выстрелю себе в голову!» По мере того, как ее друзья старели и умирали, Матильда продолжала жить и становилась все более и более одинокой. Она писала: «В моем возрасте каждая потеря причиняет тебе еще большую боль, но это не делает тебя равнодушной к тем, кто протягивает руку помощи».

Принцесса до последнего поддерживала тесные родственные и дружеские отношения с Авророй Карловной Демидовой-Карамзиной и ее сыном. Когда после родов умерла первая жена Павла Павловича Демидова, Мария Мещерская, Матильда взяла на себя все хлопоты, связанные с похоронами, окружила новорожденного мальчика заботой и воспитывала его почти десять лет. Не зря Елим Павлович Демидов называл ее мамой. 

В своих воспоминаниях Елим Павлович Демидов писал о Матильде: «До глубокой старости мама сохраняла свежий ум, подвижность девушки и любовь к выражениям, пусть не всегда приличным в светском обществе, но так горячо любимым в нем. Она продолжала свои опыты в живописи, а потом заинтересовалась фотографией, сразу признав в ней новый вид искусства». 

Даже в свои восемьдесят с лишним лет она оставалась деятельной и вела домашние дела. Тем не менее, она чувствовала себя одинокой и печальной. В июле 1903 г. она сломала бедренную кость, когда ее нога застряла в юбке.  Матильда потеряла волю к жизни и сильно ослабла. В октябре ее перевезли в Париж, и она послала воздушный поцелуй Триумфальной арке, когда проезжала мимо нее. С каждым днем ​​она слабела. Ей давали морфин, чтобы облегчить боль, и 2 января 1904 г. ее причастили. Вскоре после этого она впала в кому. Она умерла в 7 часов вечера того же дня.