Ingénieur agricole, Augustin de Villeneuve est aussi officier de cavalerie. À la suite des combats menés pendant l'invasion allemande, en 1940, il est retenu en captivité en Allemagne jusqu'en 1945. Il reçoit la croix de guerre 1939-1945.
Après la Seconde Guerre mondiale, Augustin de Villeneuve-Bargemon quitte l'armée, avec le grade de commandant de réserve, pour s'occuper de l'exploitation des terres agricoles familiales à Davenescourt, et remet en valeur le jardin à la française du château de Davenescourt.
En 1947, il est élu président de la coopérative agricole de Montdidier, qu'il regroupe en 1961 avec six autres coopératives, pour former l'U.C.A.P. en 1966.
Il devient administrateur de la caisse locale du Crédit agricole de Montdidier en 1950, à la suite de son père, avant de devenir en 1953 vice-président, puis le , le président de la Caisse régionale du Crédit agricole de la Somme, jusqu'en 1977, où il a pour successeur Marcel Deneux. Il est membre du comité central de la Fédération nationale du Crédit agricole mutuel.
Vice-président du comité d'expansion économique et sociale du département de la Somme et membre du comité de développement économique régional (CODER), Villeneuve-Bargemon siège également au conseil d'administration de la Fédération départementale des syndicats d'exploitants agricoles (FDSEA), à la commission départementale de remembrement et à la commission consultative des baux ruraux. Il est membre de l'Association nationale pour la vulgarisation agricole.
Sénateur
Devenu sénateur de la Somme le , en remplacement d'Omer Capelle, décédé le , il estime ne pas pouvoir exercer simultanément toutes les fonctions qui lui sont confiées et démissionne de son mandat de sénateur le suivant.
