Caroline Mathilde håbede på efter skilsmissen at kunne vende tilbage til England med sine børn. Efter pres fra broderen, den engelske konge, fik hun til sidst lov til at forlade Danmark. Georg III. besluttede dog, at hun fremover skulle bo i residensslottet Celle i kurfyrstendømmet Hannover, som havde stået tomt siden 1705.
Ved sin ankomst til Celle blev den danske dronning modtaget med begejstring af sin nye hannoveranske hofstat. Befolkningen håbede, at tilstedeværelsen af et hof ville give byen et økonomisk opsving. Her førte Caroline Mathilde en udadvendt tilværelse, men led under den store sorg, det var, at have måttet efterlade sine to børn i Danmark. Efter blot 2½ år døde hun af en smitsom sygdom og blev bisat i fyrstegraven under Stadtkirche St. Marien.
Hun blev ikke engang 24 år gammel. Til gengæld var det et liv fuld af personlig dramatik, der samtidig udspillede sig i et brisant politisk miljø. Dette gav grobund for et utal af legender, romaner og filmatiseringer.