เจ้าหญิงอภิเษกสมรสในวันที่ 28 มิถุนายน พ.ศ. 2386 ณ พระราชวังบัคกิงแฮม กรุงลอนดอน กับ แกรนด์ดยุคฟรีดริช วิลเฮล์มแห่งเม็คเล็นบูร์ก-สเตรลิตซ์ (ฟรีดริช วิลเฮล์ม คาร์ล จอร์จ แอร์นส์ อดอล์ฟ กุสตาฟ; 17 ตุลาคม พ.ศ. 2362 - 30 พฤษภาคม พ.ศ. 2447) ซึ่งเป็นพระญาติชั้นที่หนึ่ง เจ้าหญิงออกัสตาจึงทรงดำรงพระอิสริยยศเป็น แกรนด์ดัชเชสพระชายาแห่งเม็คเล็นบูร์ก-สเตรลิตซ์ (HRH The Hereditary Grand Duchess of Mecklenburg-Strelitz) และในวันที่ 6 กันยายน พ.ศ. 2403 จึงได้ทรงเป็น แกรนด์ดัชเชสพระมเหสีแห่งเม็คเล็นบูร์ก-สเตรลิตซ์ (HRH The Grand Duchess of Mecklenburg-Strelitz) หลังจากการสิ้นพระชนม์ของพระสัสสุระ (พระชนกในพระสวามี)

แกรนด์ดยุคและแกรนด์ดัชเชสแห่งเม็คเล็นบูร์ก-สเตรลิตซ์ มีพระโอรสพระองค์เดียว คือ

• อดอลฟัส เฟรเดอริก แกรนด์ดยุกที่ 5 แห่งเมคเลินบวร์ค-ชเตรลิทซ์ (อดอล์ฟ ฟรีดริช ออกุสต์ วิคตอร์ แอร์นส์ อดัลแบร์ต กุสตาฟ วิลเฮล์ม เวลลิงตัน; ประสูติ 22 กรกฎาคม พ.ศ. 2391 สิ้นพระชนม์ 11 มิถุนายน พ.ศ. 2457)
  • ทรงดำรงพระอิสริยยศเป็น แกรนด์ดยุคครองรัฐแห่งเม็คเล็นบูร์ก-สเตรลิตซ์ ในวันที่ 30 พฤษภาคม พ.ศ. 2447 หลังจากการสิ้นพระชนม์ของพระชนก
  • ทรงอภิเษกสมรสเมื่อวันที่ 17 กรกฎาคม พ.ศ. 2520 ณ เมืองเดสเซา ประเทศเยอรมนี กับ เจ้าหญิงเอลิซาเบธ มารี ฟรีเดริเค อาเมลี แอ็กเนสแห่งอันฮัลท์ (7 กันยายน พ.ศ. 2400 - 20 กรกฎาคม พ.ศ. 2476) มีพระโอรสและธิดาสี่พระองค์