Ponieważ w Lozannie i Genewie nie było wydziału medycznego, we wrześniu 1877 udały się do Paryża, gdzie jako jedna z pierwszych kobiet rozpoczęła studia medyczne. mały|lewo|Augusta Déjerine-Klumpke razem z mężem Jules’em Déjerine W 1886 wyszła za mąż za Jules’a Déjerine’a. Mieli wspólne zainteresowania naukowe i pracowali wspólnie, przy czym wkład Augusty często pozostawał anonimowy. Jako zdolna rysowniczka opracowała ilustracje diagramy do prac swoich i męża. Współpracowała również z Andre-Thomasem, Roussym, Lhermittem i Barre.
W 1889 otrzymała tytuł doktora. Od 1887 pracowała w szpitalu Lourcine, potem w szpitalach Tenon, Bicetre i Salpetriere. W 1913 odznaczona Legią Honorową V klasy. W 1914 została przewodniczącą Francuskiego Towarzystwa Neurologicznego (Societe de Neurologie).
W 1891 urodziła córkę Jacqueline Déjerine (1891–1986).
W latach I wojny światowej zajmowała się leczeniem i rehabilitacją żołnierzy z uszkodzeniami układu nerwowego, przede wszystkim rdzenia kręgowego.
Jako pierwsza kobieta w 1924 została wybrana na przewodniczącą .
Zmarła w 1927 roku w Paryżu w wieku 68 lat i pochowana jest obok męża na Cmentarzu Père-Lachaise w Paryżu.