Ursprünglich studierte Agnès Godard Journalismus und wechselte nach einigen Jahren an das renommierte Institut des hautes études cinématographiques, wo sie 1980 ihr Kamerastudium abschloss. Bereits ihr zweiter Film als Kameraassistentin war das von Wim Wenders inszenierte Filmdrama "Der Stand der Dinge", welches 1982 erschien. Im selben Jahr wurde sie von Wenders auch als hauptverantwortliche Kamerafrau für dessen Dokumentation "Chambre 666" engagiert. Ihr Kinodebüt als Kamerafrau gab sie mit dem 1991 erschienenen und von Agnès Varda inszenierten Filmdrama "Jacquot". Für ihre Arbeiten "Liebe das Leben" (1998), "Die Flüchtigen" (2003) und "Home" (2008) wurde sie jeweils mit einer Nominierung für den französischen Filmpreis César bedacht. 2009 erhielt sie hierfür bei den Prix Lumières die Auszeichnung für die Beste Kameraarbeit. Für ihre Arbeit an dem von Claire Denis inszenierten Drama "Beau travail" wurde sie bei der Verleihung des César 2001 für die Beste Kamera ausgezeichnet.