Paul Friedrich August von Oldenburg übernahm die Regierungsgeschäfte seines Großherzogtums in einer Phase des politischen Umbruchs und des erstarkenden Konstitutionalismus. Als Sohn des Herzogs Peter Friedrich Ludwig und der Herzogin Friederike von Württemberg genoss er eine umfassende Ausbildung, die ihn auf die Anforderungen eines modernen Landesherrn vorbereitete.

Seine Regierungszeit war geprägt von dem Bestreben, die Verwaltung zu modernisieren und das Bildungswesen sowie die Infrastruktur seines Landes auszubauen. Besonders bedeutsam war sein Wirken im Bereich der Gesetzgebung; so gab er dem Großherzogtum nach langen Verhandlungen das Staatsgrundgesetz von 1849, womit er auf die revolutionären Strömungen der Zeit reagierte. Trotz seiner konservativen Grundhaltung erkannte er die Notwendigkeit zeitgemäßer Reformen an, um die Stabilität der Dynastie zu sichern.

Dynastisch festigte er die Stellung des Hauses Holstein-Gottorp durch drei Ehen mit Prinzessinnen aus den Häusern Anhalt-Bernburg-Schaumburg-Hoym und Nassau. Diese Verbindungen vernetzten Oldenburg eng mit den führenden deutschen Fürstenhäusern. Als Vater der späteren griechischen Königin Amalie und Nachfolger eines hochverehrten Regenten prägte er das Profil des Großherzogtums im 19. Jahrhundert maßgeblich.