August Loehr studierte Geschichte und Geografie an den Universitäten Wien und Heidelberg, promovierte 1905 mit einer Arbeit zur Schifffahrt im Donaugebiet bis zum Ende des 14. Jahrhunderts und wurde im selben Jahr ordentliches Mitglied und Bibliothekar am Institut für Österreichische Geschichtsforschung sowie ordentliches Mitglied des Österreichischen Institutes in Rom. 1906 erhielt Loehr eine Position als wissenschaftlicher Mitarbeiter am kaiserlichen Münzkabinett in Wien, zu dessen Leiter er 1913 avancieren sollte. Neben seiner Tätigkeit im k. k. Kunsthistorischen Hofmuseum war er ab 1908 als Experte für Münzfunde in der Denkmalpflege aktiv und studierte an der Juridischen Fakultät in Wien, 1911 erlangte er das Doktorat der Rechtswissenschaften und erhielt 1929 eine Honorarprofessur für Numismatik und Geldgeschichte an der Universität Wien. Im Sommer 1938 suchte Loehr, der in der NS-Diktion als "Mischling II. Grades" galt, um Versetzung in den Ruhestand an, wie es ihm von den Behörden nahegelegt worden war. Seine Honorarprofessur durfte er zwar nicht mehr ausüben, er konnte aber weiterhin wissenschaftlich arbeiten und publizieren und ab 1943 wieder einen Arbeitsplatz im Kunsthistorischen Museum (KHM) nutzen.

Unmittelbar nach der Befreiung Wiens erfolgte seine Ernennung zum Ersten Direktor des KHM mit 16. April 1945. Loehr gründete 1946 das Museum österreichischer Kultur als Abteilung des KHM in der Neuen Burg und lehrte nun auch Museumskunde an der Universität Wien. Als von den Verfolgungsmaßnahmen durch das NS-Regime Betroffener war Loehr 1945 zum Vorsitzenden der Sonderkommission zur Überprüfung der politischen Vergangenheit der öffentlich Bediensteten des Kunsthistorischen Museums (Senat Nr. 7 beim Staatsamt für Volksaufklärung, Unterricht und Erziehung und für Kultusangelegenheiten) und zum stellvertretenden Vorsitzenden des für die Entnazifizierung in der Albertina, der Österreichischen Galerie, dem Museum für Volkskunde und dem Museum für Völkerkunde zuständigen Senats Nr. 9 berufen worden. Nach dem Verbotsgesetz vom 8. Mai 1945 galten 118 der damals 343 Beschäftigten im Museum – sieben Frauen und 111 Männer – wegen ihrer NS-Vergangenheit als registrierungspflichtig. In vielen Fällen plädierte die Sonderkommission für die Weiterbeschäftigung, weil die Betroffenen sich nie politisch betätigt hätten und ihre Arbeitskraft für den Wiederaufbau benötigt wurde. Als Erster Direktor war Loehr auch für die Nennung der anmeldepflichtigen Objekte laut Vermögensentziehungsanmeldeverordnung verantwortlich. Zwar versicherte er in einem Schreiben an das Unterrichtsministerium, dass das KHM alle rückzustellenden Objekte erfassen und so rasch als möglich zurückgeben werde, allerdings wurden viele Objekte gar nicht gemeldet, wie etwa der Besitz des Deutschen Ordens oder ein Hammerflügel aus dem Besitz von Frida Gerngross bzw. ihrer Tochter Maria Gerngross, die beide in der Shoa ermordet wurden. Auch sprach sich Loehr in einigen Fällen dafür aus, dass die früheren und nun im Ausland lebenden EigentümerInnen einen Teil ihrer Sammlung dem Museum "spenden" sollten, um im Gegenzug dafür eine Ausfuhrgenehmigung vom Bundesdenkmalamt für ihre restlichen Kunstgegenstände zu bekommen. 1949 noch zum Generaldirektor der kulturhistorischen Sammlungen des Bundes ernannt, trat Loehr mit 31. Dezember 1949 in den Ruhestand, lehrte aber noch bis 1954 Numismatik und Geldgeschichte an der Universität Wien.