Sie heiratete 15-jährig am 23. September 1593 in Kassel Landgraf Moritz von Hessen-Kassel. Die Hochzeit wurde aufwändig und unter Anwesenheit zahlreicher fürstlicher Personen gefeiert. Die Ehe mit der calvinistischen Gräfin verstärkte Moritz’ Beziehungen zu den calvinistischen Grafen der Wetterau beträchtlich, obwohl Moritz Agnes mehr aus Neigung als aus dynastischer Berechnung zur Gemahlin gewählt hatte.
Agnes wurde als außerordentlich begabt, schön und liebenswürdig beschrieben. Matthäus Merian fertigte einen Stich der Landgräfin mit Ehemann und Kindern. Über seinen großen Verlust berichtete Moritz schriftlich am Tag nach dem Tod seiner Gemahlin an König Heinrich IV. von Frankreich.
Heiner Borggrefe, Vera Lüpkes, Hans Ottomeyer (Hrsg.): Moritz der Gelehrte. Ein Renaissancefürst in Europa. Edition Minerva, Eurasburg 1997.
Eckhart G. Franz (Hrsg.): Haus Hessen. Biografisches Lexikon. (= Arbeiten der Hessischen Historischen Kommission N.F., Bd. 34) Hessische Historische Kommission, Darmstadt 2012, ISBN 978-3-88443-411-6, S. 83.