Младший брат принца Александра, Константин Петрович Ольденбургский, в 1882 году женился морганатическим браком на княгине Агриппине Джапаридзе (1855–1926). Его потомство получило титул графов фон Зарнекау.

В настоящее время Голштейн-Готторпская ветвь Ольденбургской династии существует в лице потомков великого герцога Павла Фридриха Августа, старшего брата основателя русской линии принца Георгия. Род Ольденбургов лютеранского вероисповедания. По законам семьи глава династии и его супруга носят титулы великого герцога и великой герцогини, а другие члены Дома титулуются герцогами и герцогинями Ольденбургскими с обращением «ваше высочество».

Павел Фридрих Август, как и его младший брат, долго жил в России и служил на русской службе. В 1811–1817 годах он занимал пост военного губернатора в Ревеле, а в 1829 году вступил на великогерцогский престол. Правление его пришлось на время революционного движения в Германии, когда жители многих германских государств требовали введения конституции, и великий герцог в 1848 году даровал её своему государству, но после поражения революции пошёл на сокращение прав парламента (ландтага). В 1852 году конституция была пересмотрена, и властные права великого герцога расширены.

Павел Фридрих Август был женат трижды и от своих браков оставил четверых детей. У него было два сына: Пётр (1827–1900) и Антон Гюнтер Элимар (1844–1894). Последний в 1876 году заключил морганатический брак с баронессой Наталией Фогель фон Фрезенгоф (1854–1937). Она была дочерью барона Густава Фрезенгофа и Александры Николаевны Гончаровой, сестры жены А.С. Пушкина Натальи Николаевны. Дети Антона Гюнтера Элимара получили титул графов Вельсбург.

После смерти в 1853 году великого герцога Павла Фридриха Августа его старший сын Пётр взошёл на престол под именем Петра II. В его правление в 1867 году Ольденбург стал членом Северо-Германского союза, а в 1871 году вошёл в состав Германской империи.

Супругой великого герцога Петра II была принцесса Елизавета Саксен-Альтенбургская (1826–1896). Её сестра Александра стала женой великого князя Константина Николаевича — сына императора Николая I и генерал-адмирала.

Старший сын Петра II, Фридрих Август, в 1900 году стал последним правящим великим герцогом Ольденбурга. В 1918 году, во время ноябрьской революции, монархия в Ольденбурге, как и повсюду в Германии, прекратила своё существование. Многовековые династии лишились своих престолов и власти. Однако Веймарское правительство всё же оставило за княжескими владетельными семьями их имущество.

Великий герцог Фридрих Август всегда дружественно относился к России и поддерживал связь с семейством Романовых. Являясь кавалером ордена Святого апостола Андрея Первозванного, великий герцог был причислен к русской армии, имел чин генерала и был августейшим шефом 67-го пехотного Тарутинского великого герцога Ольденбургского полка. В 1896 году он присутствовал на коронации императора Николая II и впоследствии довольно часто посещал Россию.

В 1903 году великий герцог Фридрих Август обратился с письмом к императору Николаю II с просьбой о разрешении некоторых проблем престолонаследия в Ольденбурге. Великий герцог просил императора передать свои права на Ольденбург в пользу династии Глюксбургов, следующей ветви Голштейнского дома. Николай II за себя и своих наследников передал права принцу Фридриху Фердинанду Глюксбургскому (1855–1934). Правда, царь оговорил условия о том, что если род Глюксбургов пресечётся, то Романовы вновь получат права на владения Ольденбургом. Титул герцога Ольденбургского остался в полном титуле «Государя Императора и Самодержца Всероссийского».

Фридрих Август был женат дважды. Первая его супруга Елизавета Анна, принцесса Прусская, умерла в 1895 году, оставив одну-единственную дочь Софию Шарлотту (1879–1964). Овдовев, великий герцог женился на дочери правящего великого герцога Мекленбург-Шверинского Фридриха Франца II Елизавете (1869–1955).

Мекленбурги — единственная в Германии династия славянского происхождения. Её основателем был князь славян-ободритов Никлот (середина XII века). Его потомки быстро онемечились и вошли в среду германских князей. Брак Фридриха Августа с Елизаветой Мекленбургской ещё раз сблизил Ольденбургский дом с династией Романовых. Дело в том, что дочь императора Павла I, великая княжна Елена Павловна в 1799 году была выдана замуж за Фридриха Людвига, наследного герцога Мекленбург-Шверинского.

Её правнучка Елизавета и стала великой герцогиней Ольденбургской. Кроме этой связи с Романовыми было ещё и близкое родство: брат Елизаветы Фридрих Франц III Мекленбург-Шверинский был женат на внучке императора Николая I княжне Анастасии Михайловне, а сестра Мария стала супругой великого князя Владимира Александровича и получила в России имя великой княгини Марии Павловны Старшей.

Таким образом, их сын великий князь Кирилл Владимирович, провозгласивший себя в 1924 году в эмиграции главой династии Романовых, приходился двоюродным братом детям великого герцога Ольденбургского Фридриха Августа: Николаю (1897–1970), Ингеборге (1901–1996) и Альтбурге (1903–2001).

Наследному великому герцогу Николаю не пришлось уже вступить на престол. После смерти отца в 1931 году он стал главой Великогерцогского дома. Женат Николай был дважды. Но все дети родились от его первого брака с Еленой, принцессой Вальдек-Пирмонт (1899–1948). Она — дочь Фридриха, князя Вальдек-Пирмонтского, а её брат — князь Иосиф Георг Вильгельм Адольф (женатый на младшей сестре Николая герцогине Альбурге) был видным государственным деятелем Германии 1920-х — 1940-х годов и генералом.

У наследного великого герцога Николая и Елены было девять детей: Антон Гюнтер (родился в 1923 году), Рикса Елизавета Батильда (1924–1940), Пётр (родился в 1926 году), Эйлика (родилась в 1928 году), Элимар (родился в 1934 году), Фридрих Август (родился в 1936 году), Альтбурга (родилась в 1938 году), Хуно (родился в 1940 году), Иоганн (родился в 1940 году).

Ныне главой Великогерцогского дома является его старший сын Антон Гюнтер. Он женат на принцессе Амелии (1923 года рождения), представительнице богатого княжеского рода Левенштейн-Верхейм-Фройденберг. Её отец, князь Удо, являлся владельцем крупных земельных территорий в Бадене и Вюртемберге. У Антона Гюнтера двое детей: Христиан (родился в 1955 году) и Елена (родилась в 1953 году). Брат Антона Гюнтера, герцог Пётр (родился в 1928 году) женат на родной сестре принцессы Амелии Гертруде Левенштейн-Верхейм-Фройденберг. У них трое сыновей.

В настоящее время династия Ольденбургов продолжает поддерживать родственные отношения с потомками династии Романовых. Одна из дочерей великого герцога Николая — Эйлика — в 1950 году вышла замуж за Эмиха Кирилла (1926–1991), князя Лейнингенского. Он сын шестого князя Лейнингенского Фридриха Карла (1898–1946) и великой княгини Марии Кирилловны (1907–1951) — дочери великого князя Кирилла Владимировича. Лейнингены принадлежат к княжеской фамилии, упоминаемой с конца XI века. Основателем этого рода был в 1080 году граф Эмих, участник первого крестового похода.

Брат герцогини Эйлики Ольденбургской, герцог Фридрих Август, в 1965 году женился на принцессе Марии Цецилии Прусской (родилась в 1942 году). Она — старшая дочь внука кайзера Вильгельма II, ныне покойного главы дома Гогенцоллернов, принца Луи Фердинанда I Прусского (1907–1994) и великой княгини Киры Кирилловны (1909–1967), второй дочери Кирилла Владимировича. В настоящее время, однако, и Эйлика, и её брат Фридрих Август расторгли эти браки.