Fille du réalisateur Pascal Bonitzer, Agathe fait ses premiers pas au cinéma sous la direction de Noémy Lvovsky dans
Les Sentiments en 2003. Elle se retrouve devant la caméra paternelle en 2006 dans
Je Pense à Vous et en 2008 dans
Le Grand Alibi. Cette même année, elle joue pour Christophe Honoré dans
La Belle Personne, adaptation du roman "La Princesse de Clèves".
