Dorothea Augusta blev født den 30. september 1636 i Sønderborg på Als som det ældste barn af hertug Hans Christian af Slesvig-Holsten-Sønderborg i hans ægteskab med Anna af Delmenhorst. Hun blev gift den 5. maj 1661 i Sønderborg med landgrev Georg 3. af Hessen-Itter, der var en yngre søn af landgrev Georg 2. af Hessen-Darmstadt. Ved faderens død blev Georgs storebror Ludvig landgreve af Hessen-Darmstadt og overlod Georg det lille herskab Itter i Ederdalen omkring byen Vöhl som sekundogenitur. Dorothea Augusta døde kort tid efter brylluppet, den 28. februar 1662 i Vöhl. Landgrev Georg giftede sig igen efter hendes død med Juliane Alexandrine af Leiningen.