Agnesa sa narodila okolo roku 1268 pri mestečku Montepulciano. Pochádzala zo šľachtickej rodiny Segni a už ako deväťročná presadila svoje rozhodnutie vstúpiť do františkánskeho kláštora.
Keď v roku 1281 pán hradu Poceno neďaleko Orvieta požiadal kláštor, aby poslal niekoľko sestier na založenie kláštora, bola medzi nimi aj Agnesa. Stala sa opátkou tohto kláštora a čoskoro bola považovaná za svätú: čítala v ľudských srdciach, predpovedala udalosti a mala dar uzdravovať chorých.
V roku 1306 Agnesu povolali späť do Montepulciana. Nasťahovala sa do domu so zlou povesťou, vyčistila ho a premenila na kláštor, ktorý po videní svätého Dominika podriadila regule jeho rádu. V Montepulciane Agnesa mala množstvo videní a bola vyhľadávanou sprostredkovateľkou v mestských sporoch.
V roku 1316 Agnesa vážne ochorela, márne podstúpila liečbu a 20. apríla 1317 zomrela v kruhu svojich spolusestier.
Agnesino telo zostáva dodnes neporušené a priťahuje k jej hrobu množstvo pútnikov. Agnesu svätorečil v roku 1726 pápež Benedikt XIII. Je patrónkou Montepulciana. Zobrazuje sa v dominikánskom habite.