Issue d'une famille de cinéphiles, Agathe Bonitzer est la fille de Pascal Bonitzer cinéaste, scénariste et théoricien de son état, et de la réalisatrice Sophie Fillières. Agathe Bonitzer fait ses premiers pas devant la caméra très tôt, à l'âge de huit ans.

Après avoir suivi des études en lettres modernes, Agathe Bonitzer multiplie les rôles sous la direction de son père notamment dans LE GRAND ALIBI (2008), LA BELLE HORTENSE (2012) et TOUT DE SUITE MAINTENANT (2016), ou encore sous la direction de sa mère, dans UN CHAT UN CHAT (2009) et dans LA BELLE ET LA BELLE (2018).

Suite à la disparition de sa mère en 2023, Agathe Bonitzer et son frère Adam Bonitzer finalisent MA VIE MA GUEULE, film que Sophie FIllières n'avait pu achever.

La prolifique carrière de comédienne d'Agathe Bonitzer depuis bientôt 30 ans dessine les contours d'une grande sensibilité artistique.