Il 28 giugno 1843 la principessa Augusta sposò suo cugino, Federico Guglielmo di Meclemburgo-Strelitz, a Buckingham Palace a Londra (i due erano anche cugini di secondo grado da parte dei loro padri). Dopo il matrimonio, Augusta diventò S.A.R. la Granduchessa ereditaria di Meclemburgo-Strelitz e, il 6 settembre 1860, S.A.R. la Granduchessa di Meclemburgo-Strelitz in seguito alla morte di suo suocero.
Dal matrimonio con Federico Guglielmo nacquero due figli:
Federico Guglielmo, Principe ereditario (nato e morto 13 gennaio 1845)
Anche se trascorse gran parte della sua vita adulta in Germania, la Granduchessa Augusta mantenne stretti legami personali con la famiglia reale britannica. Visitava frequentemente la madre, la Duchessa di Cambridge, nei suoi appartamenti a Kensington Palace.
Dopo la morte della madre nel 1889, la Granduchessa acquistò una casa a Londra, dove trascorse una parte dell'anno, fino in età avanzata, quando le era impossibile viaggiare all'estero.
Venne consultata per i preparativi del matrimonio tra re Edoardo VII e Alessandra di Danimarca, per l'abbigliamento e l'etichetta, in quanto fu presente all'incoronazione di re Guglielmo IV e a quella della regina Vittoria, per le quali non esistevano descrizioni scritte.
Era particolarmente affezionata a sua nipote, la futura regina Mary. Tuttavia, la vecchiaia le impedì di partecipare all'incoronazione di re Giorgio V e della regina Mary all'Abbazia di Westminster il 22 giugno 1911.
In seguito allo scoppio della prima guerra mondiale, il governo britannico sospese la pensione che riceveva come membro della famiglia reale britannica. Durante la guerra, l'ambasciata svedese passava lettere scritte della regina a sua zia, che viveva ancora in Germania[2].
Augusta morì il 5 dicembre 1916, a Neustrelitz e fu sepolta a Mirow. Come nipote più longeva di re Giorgio III, con la sua morte si estinse definitivamente il ramo britannico della Casa di Hannover.