Агния родилась 4 февраля (17 н.с.) в Москве в семье ветеринарного врача. Получила хорошее домашнее воспитание, которым руководил отец. Училась в гимназии, где и начала писать стихи. Одновременно занималась в хореографическом училище, куда на выпускные зачеты приехал А. Луначарский и, прослушав стихи Барто, посоветовал ей продолжать писать.

В 1925 были опубликованы книжки стихов для детей — "Китайчонок Ван Ли", "Мишка-воришка". Беседа с Маяковским о том, как нужна детям принципиально новая поэзия, какую роль она может сыграть в воспитании будущего гражданина, окончательно определила выбор тематики поэзии Барто. Она регулярно выпускала сборники стихов: "Братишки" (1928), "Мальчик наоборот"(1934), "Игрушки", (1936), "Снегирь" (1939). В 1937 Барто была делегатом Международного конгресса в защиту культуры, который проходил в Испании. Там она воочию увидела, что такое фашизм (заседания конгресса шли в осажденном пылающем Мадриде), Во время Отечественной войны Барто часто выступала по радио в Москве и Свердловске, писала военные стихи, статьи, очерки. В 1942 была корреспондентом "Комсомольской правды" на Западном фронте. В послевоенные годы бывала в Болгарии, Исландии, Японии, Англии и других странах. В 1940 — 1950 вышли новые сборники: "Первоклассница", "Звенигород", "Веселые стихи", "Стихи детям".

В эти же годы работала над сценариями детских кинофильмов "Подкидыш", "Слон и веревочка", "Алеша Птицын вырабатывает характер". В 1958 написала большой цикл сатирических стихов для детей "Лешенька, Лешенька", "Дедушкина внучка" и др. В 1969 вышла документальная книга "Найти человека", в 1976 —- книга "Записки детского поэта". Умерла А. Барто в 1981 в Москве.