Agnès Letestu est engagée dans le corps de ballet de l’Opéra de Paris en 1987. Deux ans plus tard, elle est promue Sujet. Elle remporte le Prix de l’Eurovision des jeunes danseurs en 1989, la médaille d’or au Concours de Varna en 1990 et reçoit le Prix du Public décerné par l’AROP, ainsi que le prix du Cercle Carpeaux en 1991.

Promue Première Danseuse en 1993, elle est nommée Étoile le 31 octobre 1997, à l’issue de la représentation du Lac des cygnes (version Noureev).

Elle reçoit le Prix Danza & Danza en 1998, le Prix Positano en 2004 et le Benois de la Danse en 2007.

Elle est Chevalier des Arts et des Lettres et décorée de l’ordre National du Mérite.

Elle signe sa première création de costumes pour le ballet de José Martinez: Mi Favorita en 2002, puis la nouvelle version pour les jeunes danseurs de l’Opéra National de Paris en 2003.

Poursuivant sa collaboration avec José Martinez, elle signe les costumes de Delibes Suite en 2003, de Scaramouche à l’école de danse de l’Opéra de Paris en 2005, et de Parenthèse 1 en 2005.

Elle réalise également le costume de José Martinez dans Congelado en el tiempo, pièce chorégraphiée par Ramòn Oller en 2003, ainsi que ceux de Quatre en trois parties de Raul Zeummes en 2006.

Elle a également dessiné la «Valise à tutus» pour la Maison Longchamp.