Agnieszka Więdłocha ukończyła szkołę muzyczną. W 2009 roku została absolwentką łódzkiej Państwowej Wyższej Szkoły Filmowej, Telewizyjnej i Teatralnej im. Leona Schillera. Aktorka ma młodszego brata Piotra. Razem z nim i rodzicami wychowywała się w domu na przedmieściach. Jako dziecko kochała muzykę i zwierzęta. Marzyła o tym, aby zostać dyrektorem ZOO. W roku 2018 wzięła ślub z Antonim Pawlickim. Pod koniec 2020 roku na świat przyszła ich córka.

Swoją aktorską karierę Agnieszka Więdłocha rozpoczęła w 2008 roku. Zadebiutowała w spektaklu „Rowerzyści” w reżyserii Anny Augustynowicz, który był realizowany przez dwa teatry – Teatr Współczesny ze Szczecina i Teatr im. S. Jaracza. Aktorka jest związana z jednym z łódzkich teatrów, w którym regularnie pojawia się na scenie.

Aktorka w telewizji zadebiutowała rolą w serialu „Czas honoru”, w którym wcieliła się w postać Leny Sajkowskiej-Markiewicz. W kolejnych lata pojawiła się w serialach, takich jak: „Teraz albo nigdy!” czy „Klub szalonych dziewic”.

Debiutem filmowym aktorki była rola Marty w filmie „Incydent”. Aktorka zagrała również w innych produkcjach filmowych, m.in.: „Nie ten człowiek”, „Komisarz Blond i Oko Sprawiedliwości”, „Syberiada polska”, „Gejsza”, „Planeta Singli” i „Gotowi na wszystko”. Aktorka zajmuje się również dubbingowaniem. Jej głos można usłyszeć w filmach: „W pętach gorsetów”, „Największy z cudów”, „Oz Wielki i Potężny” oraz „Kapitan Ameryka: zimowy żołnierz”.

Agnieszka Więdłocha za swoje zawodowe osiągnięcia otrzymała liczne wyróżnienia i nagrody: w 2009 roku podczas 49. Kaliskich Spotkań Teatralnych otrzymała nagrodę za rolę Liny w spektaklu „Rowerzyści”, również w 2009 roku otrzymała wyróżnienie na IX Ogólnopolskim Festiwalu Dramaturgii Współczesnej „Rzeczywistość przedstawiona” w Zabrzu za rolę Liny w spektaklu „Rowerzyści”, w 2010 roku otrzymała Złotą Maskę za najlepszy debiut sezonu 2009/2010 za rolę w spektaklu „Dybuk”, również w 2010 roku otrzymała Srebrny Pierścień za najlepszą kreację aktorską sezonu 2009/2010 za rolę Lei w spektaklu „Dybuk”, w 2017 roku ponownie otrzymała Złotą Maskę za najlepszą żeńską rolę w sezonie 2016/2017 za zagranie Abigail Williams w spektaklu „Czarownice z Salem”.

Agnieszka Więdłocha angażuje się również w działalność społeczną. W 2018 roku wystąpiła w kampanii Fundacji Kwiat Kobiecości, gdzie promowała profilaktyczne badania cytologiczne pt. ”Weź się badaj”. Pojawiła się również w kampanii dla Powstańców Warszawskich pt. „BohaterON”.

W 2020 roku Urząd do Spraw Kombatantów i Osób Represjonowanych przyznał jej Medal „Pro Patria”. Jest on przyznawany osobom cywilnym „za szczególne zasługi w kultywowaniu pamięci o walce o niepodległość Rzeczypospolitej Polskiej”.