Padre di Ottaviano Augusto, proveniva da una facoltosa famiglia di cavalieri di Velletri.
Da giovane fu due volte tribuno militare, in seguito - probabilmente nel 70 a.C. - venne nominato questore, ottenendo così il diritto di accedere al Senato.
Intorno al 65 Gaio Ottavio fu edile della plebe, in seguito divenne presidente di una delle corti criminali.
Nel 62 a.C., anno della pretura di Cesare, fu eletto pretore per l'anno successivo. Ebbe poi in sorte la provincia di Macedonia che governò esemplarmente per due anni (60 e 59 a.C.), sarebbe forse arrivato al consolato se non fosse morto improvvisamente mentre rientrava a Roma dalla provincia, fra il 59 ed il 58 a.C.

Dalla prima moglie Ancaria nacque Ottavia.
La seconda moglie Azia o Attia discendeva dagli Azii Balbi di Ariccia, rispettabile famiglia con membri appartenenti all'ordine senatorio. La madre di Azia, Giulia, apparteneva alla famiglia Julia ed era sorella di Caio Giulio Cesare.
Da Azia, Gaio Ottavio ebbe due figli: Ottavia Minore e Gaio Ottavio (Ottaviano) che aveva quattro anni alla morte del padre.

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Riferimenti letteratura:

Svetonio - Vita di Augusto

Aurelio Vittore - Vite degli Imperatori Romani

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Vedi anche:

Cronologia dei magistrati romani

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