Agnès Letestu se je izobraževala v baletni šoli Narodne opere v Parizu in se leta 1987 pridružila baletnemu ansamblu Opere, ki ga je vodil Rudolf Nurejev. Kmalu je odplesala vlogo kurtizane v Balanchinovem baletu Prodigal Son (Izgubljeni sin, 1988), leta 1989 prejela veliko nagrado Evrovizijskega tekmovanja mladih plesalcev in postala solistka. V naslednjih letih si je prislužila še nekaj nagrad: zlato medaljo na mednarodnem baletnem tekmovanju v Varni (1990), Prix de l'AROP (nagrada občinstva, 1991), Prix Carpeaux (1991). Leta 1993 je napredovala v prvo solistko, po predstavi Labodje jezero leta 1997 pa je postala primabalerina in bila med vidnejšimi interpretkami največjih vlog klasičnega baletnega repertoarja: Giselle, Julije, Nikije (Bajadera), Rajmonde, Aurore, Kitri, Paquite, Pepelke in drugih. Blestela je tudi v delih koreografov, kot so Balanchine, Carlson, Ek, Forsythe, Kylián, Lacotte, Li, Lifar, McGregor, Nurejev in Robbins. Plesno kariero v pariški Narodni operi je uradno zaključila leta 2013 z baletom Dama s kamelijami Johna Neumeierja. Veljala je za glavno interpretko v uradnih filmskih posnetkih baletov pariške Opere (Paquita, Labodje jezero, Izgubljeni sin, Pepelka, Dragulji in Dama s kamelijami). O njej so posneli 52-minutni film Regards sur une Etoile, 90-minutni film v režiji Marlène Ionesco Agnès Letestu, a Shining Star in 26-minutni film Agnès Letestu, a Star with the Sensibility of an Actress, ki ga je režiral Jean-Marie David in predvajal televizijski kanal Mezzo. Ob plesni karieri se je posvečala tudi oblikovanju kostumov. Sodelovala je s koreografom Joséjem Martínezom (Scaramouche, Mi Favorita, The Children of Paradise, Delibes suite, Parenthèse1 in Sonatas, Narodna opera v Parizu in Narodna plesna skupina v Madridu), Patrickom de Bano (Marija Antoaneta in Windspiele, Dunajska državna opera ter Echoes of Eternity, Šanghajski balet), Heinzem Spoerlijem (Goldbergove variacije, Narodna opera v Renu) in Pierrom Lacottom (Celebration, pariški Balet). Za pariški festival oper na prostem je oblikovala kostume za opero Rigoletto. Deluje tudi kot pedagoginja v baletnem ansamblu pariške in rimske Opere, pri Narodni plesni skupini v Madridu ter Kitajskem narodnem baletu v Pekingu. Ples in kostumografijo je poleti 2018 združila v svoji predstavi The Transfigured Bac(k)h, plesnim koncertom s pianistko Edno Stern. Januarja 2021 je oblikovala kostume za predstavo koreografa Alaina Martyja, v kateri je tudi plesala. Agnès Letestu je prejemnica odlikovanj poveljnice francoskega reda umetnosti in leposlovja, vitezinje legije časti ter vitezinje francoskega nacionalnega reda za zasluge.