Агне Олеговна Дитковските родилась 11 мая 1988 года в городе Вильнюс, Литва. Отец Агнии Олегас Дитковскис известный литовский актёр, режиссёр и музыкант. Мать - Татьяна Борисовна Лютаева актриса театра и кино. У Агнии есть младший брат Доминик. В Литве Агния прожила до 15 лет, а в 2004 году вместе с матерью и братом переехали в Москву. Здесь она окончила школу и решила продолжить дело своих родителей - стать актрисой. Для этого она в 2006 году поступила на актёрское отделение во ВГИК. Однако уже через полгода бросила учёбу.
Отсутствие высшего актёрского образования не помешало Агнии начать карьеру актрисы. В 2006 году состоялся её дебют в фильме «Жара», где она сыграла одну из главных ролей - Настю. Дебют оказался очень удачным. Выходу фильма предшествовала большая рекламная кампания, и лицо актрисы можно было увидеть на плакатах по всей стране. Благодаря этому она быстро обрела известность и стала получать новые предложения о съёмках.
В том же году Агния успела сняться ещё в трёх фильмах. В детективе «Смерть по завещанию» режиссёра Сергея Быстрицкого она сыграла главную роль - Герду Микелёните. В телесериале «Иван Подушкин. Джентльмен сыска-1» исполнила роль Гали. В драме «Знаки любви» сыграла Лукрецию.
После двухлетнего перерыва Дитковските возобновила свою актёрскую деятельность, снявшись в 2008 году в мелодраме «Осенний вальс», где исполнила главную роль - Марии Петрушиной. Затем последовали роли в фильмах «Альпинист», «Воротилы», «Крылья ангела». В 2009 году актриса снялась в украинском фильме «Отторжение» в роли Беллы, затем в мелодраме «Две истории о любви» в роли Киры и в роли Лены в боевике «На игре».
Помимо съёмок в кино Агния снялась в клипе на песню «Тут и там» российского певца Алексея Чумакова и спела дуэтом с певцом Roma Kenga в клипе «Самолёты». Также появилась в рекламе йогурта «Danissimo». В 2010 году в паре с фигуристом Повиласом Ванагасом участвовала в проекте Первого канала «Лёд и пламень». В 2015 году в паре с танцором Евгением Раевым приняла участие в девятом сезоне шоу телеканала «Россия» «Танцы со звёздами»
В 2010 году актрису пригласили для съёмок во второй части фильма «На игре». Также она приняла участие в съёмках фильма «Вий: Возвращение» в роли ведьмы Настуси. В 2011 году Агния Дитковските снялась в экранизации повести Пушкина «Борис Годунов» режиссёра Владимира Мирзоева, где сыграла Марину Мнишек.
Во время съёмок в фильме «Жара» состоялось знакомство Агнии с актером Алексеем Чадовым, на тот момент ей было 17 лет, а ему 24. У них начался роман, переросший в гражданский брак, который продлился три года. В 2009 году они расстались. В 2010 году стало известно, что Дитковските и Чадов возобновили отношения, в 2012 они тайно поженились. В 2014 году Агния и Алексей Чадов стали родителями, своего сына они назвали Федором.