Elle naquit le 28 janvier 1268 à Gracciano, hameau de la commune de Montepulciano, en Toscane. D’une grande piété, elle convainquit ses parents dès l’âge de 9 ans d’entrer chez les franciscaines à Montepulciano ; son entrée fut autorisée par une dérogation accordée par le pape.

En 1281, elle fut envoyée avec d’autres sœurs à Proceno, dans le Latium, à une centaine de kilomètres au nord-ouest de Rome, pour y établir un nouveau monastère. Elle en fut nommée économe, à seulement 14 ans ; très pieuse, elle fut même élue supérieure de la communauté à l’âge de 20 ans, en 1288. Souffrant de plusieurs graves maladies, elle accomplissait de nombreux miracles, des guérisons et des multiplications des pains notamment.

Plus tard, en 1306, elle fut rappelée au monastère de Montepulciano pour en être supérieure. Elle bénéficia d’une intense vie mystique marquée par de nombreuses visions. Après avoir eu une vision de la Vierge Marie, elle entreprit à Florence la construction de l’église Santa Maria Novella. Une vision de saint Dominique la conduisit à faire adopter à sa communauté la règle de saint Augustin et à adhérer à l’ordre dominicain.

A la fin de sa vie, la santé d’Agnès s’était tant dégradé qu’un médecin lui prescrivit une cure thermale, en 1316. Loin d’être soulagée, sa santé se détériora encore, et elle dut être ramenée sur une civière à Montepulciano. Elle y mourut le 20 avril 1317 ; son corps, après de nombreuses années, se révéla incorruptible. Elle fut canonisée par Benoît XIII en 1726.