Аґнєшка Голланд народилася 1948 року у Варшаві. Закінчила Празьку кіношколу FAMU у 1971 році. Свою кар’єру в кіно почала зі співпраці з Кшиштофом Зануссі і своїм учителем Анджеєм Вайдою. Режисерським дебютом Голланд став телефільм «Вечір у Абдона» (Evening at Abdon's, 1975). Її перший фільм, що вийшов на великі екрани, — «Провінційні актори» (Provincial Actors, 1978), один із найяскравіших взірців т. зв. «кіно морального неспокою», — був відзначений у Каннах нагородою FIPRESCI у 1980 році. Через рік, після оголошення в Польщі воєнного стану, Голланд емігрувала до Франції.
Режисерка створила чимало фільмів у міжнародній співпраці, зокрема «Європа, Європа» (Europa, Europa, 1990), що був номінований на Оскар за найкращий сценарій. Фільми Голланд номінували на Оскар також у 1985 і 2012 роках — обидва рази в категорії «Найкращий фільм іноземною мовою» — за «Гіркі жнива» (Angry Harvest) та «У темряві» (In Darkness).
Разом зі своїм другом Кшиштофом Кесльовським вона працювала над сценарієм його трилогії «Три кольори».
2013 року для HBO Europe режисерка створила фільм «Неопалима купина» (Burning Bush) на основі історії Яна Палаха, 21-річного празького студента, який підпалив себе на знак протесту проти комуністичного режиму й окупації Чехословаччини військами Варшавського договору. 2014 року для американського каналу NBC вона зняла мінісеріал «Дитина Розмарі» (Rosemary's Baby). Голланд — одна з режисерок першого польського серіалу для Netflix «1983».
