Лауреат Ленинской (1972) и Сталинской премии второй степени (1950).
Родилась 4 (17) февраля 1906 года в Москве в образованной еврейской семье. Её отец, Лев Николаевич Волов (1875—1924), был ветеринарным врачом. Мать, Мария Ильинична Волова (ум. 1959), занималась домашним хозяйством. В детстве Агния училась в балетной школе.
Вторым мужем Агнии Львовны был видный теплоэнергетик, член-корреспондент АН СССР Андрей Владимирович Щегляев; от этого брака родилась дочь — Татьяна Щегляева.
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.
Книга «Записки детского поэта» (1976).
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 (участок № 3).
Имя Агнии Барто присвоено одной из малых планет (2279 Barto), расположенной между орбитами Марса и Юпитера, а также одному из кратеров на Венере.
Большинство стихов Агнии Барто написано для детей — дошкольников или младших школьников. Стиль очень лёгкий, стихи нетрудно читать и запоминать детям. Вольфганг Казак назвал их «примитивно рифмованными». Автор как бы разговаривает с ребёнком простым бытовым языком, без лирических отступлений и описаний — но в рифму. И разговор ведет с маленькими читателями, как будто автор их ровесница. Стихи Барто всегда на современную тему, она словно бы рассказывает недавно случившуюся историю, причем её эстетике характерно называть персонажей по именам: — речь будто бы идет о хорошо знакомых Лешеньках и Танях, у которых вот такие недостатки, а вовсе не о детях-читателях.
В интернете Агнии Барто приписывают стихотворение «Цирк», якобы написанное в 1957 году. Это стихотворение в 2010 году копировали многие блоггеры. На самом деле стихотворение написано в 2009-ом году поэтом Михаилом Юдовским.
Москва, Лаврушинский переулок, д. № 17 — «Дом писателей» (1937, 1948—1950, архитектор И. Н. Николаев)