Era hija del Elector palatino Carlos III Felipe del Palatinado-Neoburgo y de la princesa polaco-lituana Luisa Carolina Radziwiłł, y fue la única hija de todos los hijos que tuvo su padre en sobrevivir a la infancia, cuando tenía dos años murió su madre, heredando enormes propiedades en el Gran Ducado de Lituania, que no conocía y por las que se esforzaron los Sapieh y los Radziwiłł, su familia materna.
Cuando Isabel Augusta era ya una mujer joven, era evidente que la línea Palatinado-Neoburgo se extingiria y la línea Palatinado-Sulzbach los sucedería, para evitar una guerra civil, para unir ambas ramas de la familia y en un arreglo político, se organizó la unión de la princesa, única depositaria de los derechos sucesorios, con el conde palatino José Carlos del Palatinado-Sulzbach, el matrimonio se celebró en Innsbruck en 1717.
Fruto del mismo nacieron siete hijos: Se había establecido que los hijos varones nacidos serían los herederos indiscutibles del palatinado.
Isabel Augusta murió tras dar a luz a su último hijo, su marido le siguió al año siguiente sin haber podido suceder ni en Neoburgo ni Sulzbach, además de no tener un hijo varón sobreviviente.
Ambos fueron enterrados en la cripta Wittelsbach del Monasterio Carmelita de Heidelberg y, después de la disolución del mismo, sus ataúdes fue trasladado a Múnich en 1805.