Figlia di Luigi VII re di Francia e di Adele di Champagne, nacque nel 1171.
Nel 1178 Agnese, che aveva sette anni, fu fidanzata con Alessio II Comneno che ne aveva dieci. Il matrimonio fu celebrato nel 1180, nello stesso anno lo sposo divenne imperatore di Bisanzio per la morte del padre Manuele I Comneno.
Nel 1183 Alessio II fu spodestato da Andronico Comneno che in seguito lo assassinò ed obbligò Agnese a sposarlo. Andronico fu spodestato a sua volta nel 1185 e fu ucciso dalla folla.
Successivamente Agnese si risposò con Teodoro Brana signore di Adrianopoli.
Morì nel 1240.