Родилась 4 февраля 1906 года в Москве в образованной еврейской семье. Её отец, Лев Николаевич Волов был ветеринарным врачом. Мать, Мария Ильинична Волова занималась домашним хозяйством. В детстве Агния училась в балетной школе.
Первым мужем Агнии Львовны был поэт Павел Барто. Совместно с ним она написала три стихотворения — «Девочка-рёвушка», «Девочка чумазая» и «Считалочка».
Вторым мужем Агнии Львовны был видный теплоэнергетик, член-корреспондент АН СССР Андрей Владимирович Щегляев.
Первые опубликованные стихотворения «Китайчонок Ван Ли» и «Мишка-воришка» (1925). Сборники «Стихи детям» (1949), «За цветами в зимний лес» (1970).
В 1964 — 1973 гг. вела на Радио Маяк программу «Найти человека» о поисках семей детей, потерявшихся во время Великой Отечественной войны. На основе программы была написана прозаическая книга «Найти человека» (1968), показывающая любовь к детям и понимание детской психологии.
Автор сценариев кинофильмов «Подкидыш» (совместно с Риной Зелёной, 1939), «Слон и верёвочка» (1945), «Алёша Птицын вырабатывает характер» (1953), 10000 мальчиков (1961).
А. Л. Барто скончалась 1 апреля 1981 года. Похоронена в Москве на Новодевичьем кладбище
А. Барто "Встреча" А. Барто "Игра в стадо"
А. Барто "Девочка - ревушка" А. Барто "Младший брат"
