Er wurde zunächst Pfarrvikar in Stettin, dann in Pommersdorf bei Stettin. 1857 wurde er mit Unterstützung des Grafen von Saurma-Jeltsch Pfarrer in Tworkau, wo er bis zu seinem Tod 1897 blieb.
Schon während des Aufenthaltes in Pommern interessierte sich Weltzel für Geschichte. Nach dem Umzug ins oberschlesische Tworkau begann er in den Archiven von Ratibor, Breslau, Oppeln, Berlin, Troppau, Prag und Wien zu forschen.
Er verfasste zahlreiche Monographien über oberschlesische Städte sowie Adelsgeschlechter. Er las und ordnete die Schirnding’sche Sammlung zu der heute überlieferten Sammlung.
Seit 2007 verleiht die Bewegung für die Autonomie Schlesiens den Augustin-Weltzl-Preis „Der Oberschlesische Tacitus“ für wissenschaftliche Abhandlungen über die Geschichte Oberschlesiens.
Werke
Geschichte der Stadt und Herrschaft Ratibor, Ratibor 1861 (2. Aufl. 1881).
Geschichte der Stadt, Herrschaft und ehemaligen Festung Cosel, 1866, (2. Aufl. 1888).
Geschichte des Geschlechts der Saurma und Sauerma. Denkschrift zur 300jährigen Gedächtnißfeier der Fideicommiß-Stiftung Jeltsch am 1. Mai 1869, als Manuscript gedruckt 1869. Ratibor 1869 Digitalisat
Geschichte der Stadt Neustadt in Oberschlesien, 1870, polnische Übersetzung Dzieje miasta Prudnika na Górnym Śląsku, 2005.
Geschichte des edlen und freiherrlichen Geschlechts von Eichendorff, 1876.
Geschichte der Stadt und Herrschaft Guttentag (1882).
Zwei Nekrologe: Eduard Cauer und Friedrich von Schirnding. In: Zeitschrift des Vereins für Geschichte und Althertum Schlesiens 16 (1882), S. 301 ff.
Geschichte des edlen, freiherrlichen und gräflichen Geschlechts von Praschma, 1883 (2. Aufl. 1992).
Geschichte des Ratiborer Archypresbiteriates, Breslau 1885 (2. Aufl. 1896).
Geschichte der Stadt Sohrau in Ober-Schlesien, Verlag des Magistrats, Sohrau O/S 1888 (Google Books), polnische Übersetzung: Historia miasta Żory na Górnym Śląsku, 1997.
Chronik der Parochie Pogrzebin, Ratibor 1888.
Besiedlungen des nördlich der Oppa gelegenen Landes, Bd. 1–2, Leobschütz 1890−189.1
Das fürstliche Cisterzienserstift Himmelwitz, Breslau 1895.