Agnès Desarthe est écrivaine.

Elle est une des trois enfants du pédiatre Aldo Naouri. Elle a épousé le cinéaste Dante Desarthe, fils du comédien Gérard Desarthe. Son frère Laurent Naouri, chanteur d'opéra, est l'époux de Natalie Dessay.

Ancienne élève de l'École normale supérieure et agrégée d'anglais, elle a d'abord travaillé comme traductrice avant de publier, en 1992, un premier roman pour adolescents, Je ne t'aime pas, Paulus à l’école des loisirs, dont Je ne t'aime toujours pas, Paulus, paru treize ans plus tard, constitue la suite.

Outre de nombreux romans pour la jeunesse, elle est l'auteur de six romans pour adultes, publiés aux Éditions de l'Olivier. Elle a obtenu le Prix du Livre Inter pour son deuxième roman, Un secret sans importance. Son avant-dernier roman, Mangez-moi, est traduit dans plus de 15 pays. Elle a, en collaboration avec Geneviève Brisac, son éditrice à l'école des loisirs, consacré à Virginia Woolf une émission sur France Culture. Suite à cette émission, elles ont publié en 2004 un essai consacré à la romancière britannique, V.W, le mélange des genres.

Parallèlement, elle poursuit son activité de traduction de livres pour la jeunesse (une trentaine d'ouvrages, dont treize romans de Loïs Lowry, mais aussi Brundibar de Maurice Sendak) et pour les adultes (six ouvrages, dont La maison de Carlyle et La chambre de Jacob de Virginia Woolf ainsi que Les Papiers de Puttermesser de Cynthia Ozick).

Enfin, elle est l'auteur de deux pièces de théâtre (Les chevaliers, mis en scène par Gilles Cohen au théâtre du Rond-Point en 2005 et Le Kit, qui n'a pas été encore monté) ainsi que de plusieurs chansons.