Агния Львовна Барто (в девичестве – Волова) родилась (4) 17 февраля 1906 года в Москве, в семье врача-ветеринара. Получила хорошее домашнее воспитание, которым руководил отец.
Училась в гимназии, где, испытывая творческое влияние Анны Ахматовой и Владимира Маяковского, начала писать стихотворные эпиграммы и зарисовки. Одновременно занималась в хореографическом училище, куда на выпускные зачеты приехал Анатолий Луначарский и, прослушав стихи Барто, посоветовал ей продолжать писать.
В 1925 году были опубликованы ее первые стихотворения «Китайчонок Ван Ли» и «Мишка-воришка». За ними последовали «Первое мая» (1926), «Братишки» (1928), после публикации которых Корней Чуковский отметил незаурядный талант Барто как детского поэта.
После выхода в свет цикла поэтических миниатюр для самых маленьких «Игрушки» (1936) и других детских стихов, Барто стала одним из самых известных и любимых читателями детских поэтов, ее произведения издавались огромными тиражами, входили в хрестоматии. Ритм, рифмы, образы и сюжеты этих стихов оказались близки и понятны миллионам детей.
Агния Барто написала сценарии кинофильмов «Подкидыш» (1940, совместно с актрисой Риной Зеленой), «Алеша Птицын вырабатывает характер» (1953) и другие. Ее стихотворение «Веревочка» было взято режиссером И.Фрэзом за основу замысла фильма «Слон и веревочка» (1945).
В годы Великой Отечественной войны Барто находилась в эвакуации в Свердловске, выезжала на фронт с чтением своих стихов, выступала на радио, писала для газет.
В течение девяти лет Барто вела на радио передачу «Найти человека», в которой занималась поисками людей, разлученных войной. С ее помощью было воссоединено около 1000 семей. Об этой работе Барто написала повесть «Найти человека» (опубликована в 1968 году).
Также Барто возглавляла Ассоциацию деятелей литературы и искусства для детей, была членом международного Андерсеновского жюри. В 1976 году ей была присуждена Международная премия им. Андерсена. Стихи Барто переведены на многие языки мира.
Умерла Агния Львовна Барто в Москве 1 апреля 1981 года.