Agnes Kittelsen absolvovala Fakultu múzických umení v Norsku. V roce 2008 ji diváci mohli vidět v historickém životopisném dramatu Max Manus, kde ztvárnila roli Tikken, za kterou byla oceněna prestižní norskou filmovou cenou Akademie: Amanda za nejlepší ženský herecký výkon ve vedlejší roli. Agnes také účínkovala v několika seriálech na televizní stanici NRK a v roce 2011 si zahrála ve snímku Happy, Happy režisérky Anne Sewitsky.