Der Krieg von 1864 führte zur Abtrennung Schleswigs und Holsteins von der dänischen Krone. Bald darauf nahmen die Augustenburger, nun mit Christian Augusts Sohn Friedrich an der Spitze, Gravenstein wieder in ihren Besitz. Friedrich wurde durch die Hochzeit seiner Tochter Auguste Victoria mit Wilhelm II. Schwiegervater des Kaisers. Gravenstein blieb bis 1921 in der Hand der Augustenburger, deren Mannesstamm mit Friedrich ausstarb. Gravenstein entwickelte sich zu einem wichtigen Unterzentrum. Seit Beginn des 20. Jahrhunderts war es durch die Apenrader Kreisbahn und die Hauptbahn von Sønderborg nach Flensburg bzw. Tinglev an das Eisenbahnnetz angeschlossen.