Agnieszka urodziła się w 1268 r. Pochodziła ze szlacheckiej rodziny Segni. Tamtejszym zwyczajem mając 9 lat została oddana na wychowanie do klasztoru dominikanek. Jako czternastoletnia dziewczyna postanowiła zostać w nim zakonnicą.
Za zezwoleniem Stolicy Świętej w wieku lat 15 stanęła na czele grupy zakonnic i założyła z nimi nowy klasztor w Procero (Viterbo). Wybrana wbrew własnej woli na przełożoną tegoż klasztoru wsławiła go swoją mądrością, pobożnością i darami nadprzyrodzonymi. Zaczęły zgłaszać się pod kierownictwo duchowe Świętej, młode wiekiem, ale dojrzałej doskonałością chrześcijańską, nowe, liczne kandydatki.
Na wiadomość o tym mieszkańcy z Montepulciano zaprosili Świętą do siebie. Powróciła więc i stała się matką nowej gałęzi dominikańskiej. Magistrat miasta z wdzięczności ofiarował siostrom w 1306 r. nowy lokal i uposażenie. Pan Bóg obdarzył ksienię darem wizji, proroctw i ekstaz. Św. Katarzyna ze Sieny będzie widziała w niej dla siebie wzór do naśladowania. Kiedy w roku 1377 przybyła do jej relikwii z pielgrzymką, zawołała: "Matko nasza, Agnieszko, chwalebna!". Wielkim uczuciem miłości Agnieszka otaczała Dzieciątko Jezus oraz Dziewicę Maryję. Umocniona darami Ducha Świętego, stała się jasną lampą modlitwy i miłości, a dzięki swojemu męstwu oraz autorytetowi podtrzymywała ducha obywateli w dążeniu do jedności i pokoju.
Zmarła w rodzinnym mieście 20 kwietnia 1317 r., otoczona współsiostrami. Papież Klemens VII wyniósł ją do chwały błogosławionych w roku 1532, a papież Benedykt XIII 10 grudnia 1726 r. zaliczył ją uroczyście w poczet świętych.

Ikonografia przedstawia św. Agnieszkę najczęściej z lilią w ręku prawym, a w lewej ręce trzymającą założony przez siebie klasztor. Bywa także przedstawiana w towarzystwie św. Katarzyny ze Sieny i św. Róży z Limy - dwóch innych wielkich dominikanek.