Принцесата е сгодена първо за принц Филип Магнус фон Брауншвайг (1527 – 1553), но той е убит преди женитбата в битката при Зиверсхаузен.
Мехтхилд (католичка) се омъжва на 17 януари 1557 г. в Регенсбург за протестанта Филиберт фон Баден-Баден (1536 – 1569), маркграф на Маркграфство Баден-Баден.
Мехтхилд умира на 2 ноември 1565 в Баден-Баден и е погребана там. Филиберт е убит на 3 октомври 1569 г. в битката при Монконтур против хугенотите. Децата им са взети от нейния брат Албрехт V Баварски в Мюнхен и възпитавани там.
Деца
Мехтхилд и Филиберт фон Баден-Баден имат децата:[2]