Le , Philippine épouse Frédéric II de Hesse-Cassel, qui a 25 ans de plus, à Berlin. Elle est sa deuxième épouse, sa première épouse, Marie de Grande-Bretagne, est décédée l'année précédente. Ils n'ont pas d'enfants.
Au cours de son mariage, Philippine mène une vie largement indépendante, mettant en place sa propre cour. Le , elle donne naissance à un fils illégitime, Georges Philippson, fils de Georges Ernest Levin von Wintzingerode. Elle aide également à réconcilier son mari avec les enfants de son premier mariage, dont il a été séparé depuis 1754.
Frédéric est décédé le . En tant que veuve, elle vit d'abord à Hanau. Après l'invasion des Français pendant la période révolutionnaire, elle déménage à Berlin. Le roi Frédéric-Guillaume II de Prusse lui fait don d'un palais. En 1794, elle épouse Wintzingerode avec l'approbation du roi. Philippine est décédé le . Elle est enterrée dans la Cathédrale de Berlin. Le seul héritier est son second mari Wintzingerode.
