У 28-річному віці пошлюбилася із 26-річним спадкоємцем престолу герцогства Саксен-Альтенбург Ернстом. Весілля відбулося 28 квітня 1853 року в Дессау. На урочистостях був присутній король ПруссіїФрідріх Вільгельм IV.
За місяць правлячий герцог передав Ернсту ведення справ у країні, а у серпні того ж року пішов з життя. Чоловік Агнеси став офіційним правителем Саксен-Альтенбургу.
Їхній шлюб виявився щасливим. Ернст дуже кохав дружину. У пари народилося двоє дітей:
Марія Фредеріка (1854–1898) — дружина Альбрехта Прусського, мала трьох синів;
Георг Леопольд (1—29 лютого 1856) — помер немовлям.
Резиденцією подружжя був Альтенбурзький замок.[1] Пожежа 1868 року знищила палац принца та зерносховище, після чого його довелося відбудовувати.[2]
Літо родина проводила у замку Гуммельсхайн, що слугував мисливським маєтком та літньою резиденцією.[3] 1872 року там також відбулась пожежа, що знищила все західне крило. Ернст вирішив, що доречніше збудувати нову будівлю. Новий літній замок був готовий 1885.[4]
Герцогиня вважалася талановитою художницею.
Як і більшість аристократок, займалася благодійністю. Брала участь у догляді за пораненими в ході франко-прусської війни 1870—71 років. Чоловік в цей час очолював один із військових загонів на фронті.
1873 донька Марія пошлюбилася із прусським принцом Альбрехтом і оселилася із ним у Каменецькому замку в Силезії.[5] За кілька років у Аґнеси та Ернста з'явилося троє онуків.
1878 року срібне весілля правлячого подружжя урочисто відзначалося по всій країні. Ернст презентував дружині зменшений лицарський хрест I класу ордена Саксен-Ернестинського дому, так званий «Хрест принцес».
28 квітня 1893 року, з приводу 40-ї річниці весілля герцогської пари, поблизу містечка Шмьольн, на схилі гори, була відкрита 30-метрова оглядова вежа, збудована за зразком Ейфелевої. Вона дістала назву «Вежа Ернста та Агнес»[de].[6]
Тоді ж у 1893 році вийшла праця Аґнеси «Слово до Ізраїля» («Ein Wort an Israel»), що стосувалася антисемітизму та християнства в Німеччині. Наступного року книгу перевели на італійську.[7]
Агнеса померла 23 жовтня 1897 року в Гуммельсхайні у 73-річному віці. За наказом Ернста у 1903–1905 роках у Альтенбурзі була збудована меморіальна церква Herzogin-Agnes-Gedächtniskirche, де тіло герцогині перепоховали.
Чоловік пережив її трохи більше, ніж на десять років, і пішов з життя 7 лютого 1908 року. Оскільки, син помер немовлям, країну успадкував небіж Ернста—Ернст II.