Agniya Barto sinh ở Moskva, trong gia đình một bác sĩ thú y. Học trường múa ba lê nhưng say mê thơ của Anna Akhmatova, Vladimir Vladimirovich Mayakovsky nên đi làm thơ. Sau đó, theo lời khuyên của Bộ trưởng Giáo dục Anatoly Vasilievich Lunacharsky đã tập trung cho sự nghiệp văn học. Năm 1925 in những bài thơ đầu tiên được khen ngợi. Năm 1936 in tập thơ Игрушки (Đồ chơi) và một số tập thơ khác, trở thành một nhà thơ được trẻ em yêu mến nhất.

Chồng đầu của Agniya Barto là nhà thơ gốc Ý, Pavel Barto. Hai người viết chung nhiều bài thơ nổi tiếng nhưng sau một thời gian sinh con, họ chia tay nhau. Chồng thứ hai của Agniya Barto là Andrei Shchelyaev, một nhà bác học nổi tiếng. Họ có một con gái và sống với nhau gần 50 năm. Ngoài thơ, Agniya Barto còn viết truyện và nhiều kịch bản phim cũng rất nổi tiếng. Agniya Barto được tặng 3 huân chương và nhiều huy chương. Năm 1950 bà được tặng giải thưởng Stalin. Năm 1972 được tặng giải thưởng Lenin. Năm 1976 được tặng giải thưởng Hans Christian Andersen. Tên Agniya Barto được đặt cho một tiểu hành tinh nằm giữa Sao Hỏa và Sao Mộc, tên Agniya Barto cũng được đặt cho một miệng núi lửa trên Sao Kim. Thơ của Agniya Barto được dịch ra nhiều thứ tiếng trên thế giới. Bà mất ở Moskva năm 1981.