Charlotte Amalie fødte flere barn, deriblant Frederik Christian II som ble gift med kronprinsens søster Augusta. En annen sønn, Christian August, ble valgt til tronfølger i Sverige. Intet av dette nådde hun å oppleve, da hun døde kun 26 år gammel i 1770, få dager etter å ha født sitt siste barn. Hun ble begravet i Sønderborg slottskapell. Sammen med lipredikenen av hoffprest Chr. Jessen, publisertes et par av hennes brev til ektemannen, hvori hun ga råd med hensyn til barnas oppdragelse.