Agnès Godard wird am 28. Mai 1951 in Dun-sur-Auron, Département Cher, in Frankreich geboren. Ihr Vater, ein Tierarzt, ist leidenschaftlicher Fotograf der eigenen Familie. Durch ihn entdeckt sie ihre Faszination für Bilder. Sie studiert zuerst Journalimus, schreibt sich aber nach einigen Jahren 1976 an der Filmhochschule IDHEC in Bry-sur-Marne ein (Institut des Hautes Etudes Cinématographiques, heute: La Fémis – École Nationale Supérieure des Métiers de l’Image et du Son), wo sie zuvor bereits als Gasthörerin Seminare besuchte.

Während ihrer Studien arbeitet sie als Assistentin eines Modefotografen, für eine PR-Agentur und für das Bildungsministerium. An der IDHEC besucht sie Seminare von Serge Daney, Serge Toubiana und Pascal Kané und legt dort 1980 ihren Abschluss ab. Ihr Vater stirbt im selben Jahr und hinterlässt ihr seine Kamera. Sie spielt in Studentenfilmen mit, wirkt mit am Dreh von Filmen von Kané und Danielle Jaeggi.

Im zweiten Jahr spezialisiert sie sich auf Kameraarbeit. Einer ihrer Lehrer ist der legendäre Kameramann Henri Alekan, der zu ihrem Mentor wird. Sie wird Alekans erste Kameraassistentin für Der Stand der Dinge (1982) von Wim Wenders, später assistiert sie Robby Müller für Paris, Texas (1984).

In den 1980er Jahren arbeitet Godard meist als Kameraassistentin und Schärfenzieherin u.a. für Filme von Joseph Losey, Peter Greenaway und Alain Resnais. Bei einem Kurzfilm unter der Regie von Alekan arbeitet sie als Kamerafrau. Ihr erstes Projekt als alleinverantwortliche Kamerafrau ist für Wim Wenders’ Room 666 (1982), eine 50-minütige Fernsehdokumentation. Dort trifft sie Claire Denis, die für Wenders als Regieassistentin arbeitet. Ihre erste Kollaboration mit Claire Denis beginnt mit deren Debütfilm Chocolat, an dem sie als Kameraoperateurin beteiligt ist. Seit 1990, anläßlich einer Dokumentation über Jacques Rivette innerhalb der Serie Cinéma de Notre Temps für das französische Fernsehen, ist sie Denis’ reguläre Kamerafrau. Sie wird bekannt für ihre sensible Kameraführung, die das Bild nicht nur visuell, sondern auch geradezu taktil in Erscheinung treten lässt.

Seit Trouble Every Day arbeitet sie hierzu u.a. mit der beweglicheren Kamera Aaton AMinima. Mit ihr kann sie sehr flexibel und nah an den Schauspielern in der jeweiligen Szene fotografieren. In ihren Filmen arbeitet sie meist auf Super 16- oder 35mm-Material. Nach vielen Nominierungen gewinnt sie 2001 den César für den internationalen Welterfolg Beau Travail. Sie ist Mutter einer Tochter. Seit Jahren arbeitet sie als international etablierte und preisgekrönte Kamerafrau (für André Téchiné, Emanuele Crialese, Claude Berri, Ursula Meier u.a.).

Agnès Godard ist Mitglied des AFC – Association française des directeurs de la photographie cinématographique.