I 1918 tok Øi , hvoretter han gjennomgikk begge avdelingene av Krigsskolen. I 1921 ble han offiser, og tok Den militære høyskole i 1923. Han arbeidet som adjunkt ved sin tidligere skole i Stavanger i ett år, etter å ha tatt forberedende prøver i filosofi og latin. Etter en kort periode i forsikringsbransjen i 1925 tjenestegjorde han i et halvt år i den franske hæren som løytnant ved 158. infanteriregiment i Strasbourg. Fra 1927 til 1931 var han aspirant i Generalstaben; etter nok et opphold i Frankrike for å gå på i Paris fra 1931–1933 ble han senere adjoint i Generalstaben fra 1933 til 1937. Mesteparten av hans tropptjeneste i Generalstaben ble utført i 6. divisjons infanteri. I 1936 ble Øi kaptein, og i 1939 kontorsjef i Forsvarsstaben.