Agnes de Frumerie var huvudsakligen verksam i Paris, där hennes skulpturer och konsthantverk i art-nouveaustil rönte stor uppmärksamhet. Hon var ensam kvinna om att experimentera med tillverkning av en ny sorts glasmassa, pâte de verre.
Agnes de Frumerie tillbringade sina första år hos morföräldrarna i Vänersborg till följd av föräldrarnas skilsmässa. Modern Sofia Kjellberg, som var utbildad organist och kantor, kom att försörja de tre döttrarna som musiklärare medan fadern fick ta hand om sönerna. Agnes de Frumerie började på Tekniska skolan i Stockholm då hon var 14 år gammal och fortsatte fyra år senare på Konstakademien, först i Målareskolan, senare som elev till John Börjesson i Bildhuggareskolan. Hon fick ständiga lovord, stipendier och medaljer: 1889 den hertigliga medaljen för skulpturen Maj och 1890 den kungliga medaljen för skulpturgruppen Efter syndafloden. Under studietiden arbetade hon på vaxkabinettet Svenska Panoptikon, där hon uppvaktades av en gift, äldre herre, artillerikaptenen Gustaf Frumerie. Hon flydde till en syster i Berlin och arbetade en tid som praktikant hos monumentalskulptören Otto Lessing. År 1892 fick hon akademiens treåriga resestipendium, vilket gjorde det möjligt för henne att tillsammans med modern slå sig ner i Paris. Där gifte hon sig, 24 år gammal, med den 20 år äldre kapten Frumiere, som förlupit hem och tjänst. Makarna blev kvar i Paris i 30 år. Gustaf Frumerie startade ett framgångsrikt massageinstitut samtidigt som han studerade medicin och tog en fransk läkarexamen vid 52 års ålder. Det hindrade honom dock inte att kalla sig ”Docteur de Frumerie” från början; även prefixet ”de” var ett eget påfund.
För Agnes de Frumerie gav äktenskapet ekonomisk trygghet. Hon kunde uteslutande ägna sig åt sin konst. Hon blev den svenska konstnär som flitigast ställde ut på de olika salongerna i Paris. Mest frekvent deltog hon i utställningar som ordnades av l’Union des femmes peintres et sculpteurs. Hennes debut år 1893 med statyn Min syster Alma fick ett hedersomnämnande. Hon var synnerligen produktiv. Under ett enda år, 1895, ställde hon till exempel ut Faun och backantinna på vintunna och en oxblodsglaserad vinbål (också den fick hedersomnämnande) i Industripalatset samtidigt som hennes skulpturer till ett skåp visades på Marsfältet och en porträttbyst av August Strindberg på ett privat galleri. Dessutom deltog hon med sju arbeten på kvinnosalongen, där hon 1901 erövrade en guldmedalj. Strindbergsbysten uppskattades även av författaren själv som menade att sådan ville han se ut och han önskade, dock förgäves, få den uppställd på sin grav. Agnes de Frumerie fick mängder av porträttbeställningar från societeten, tillika maken Gustaf de Frumeries patienter. Hennes självporträtt från 1910-talet med svepande kurviga linjer och leende mun anger stilen. Vanligen utförde hon sina porträttbyster i bemålad gips, men Strindbergsporträttet göts i brons och inköptes av Nationalmuseum.
Agnes de Frumerie etablerade tidigt ett samarbete med den franske keramikern Eduard Lachenal, som glaserade hennes vaser: Eva, 1896, Älvorna, 1897, Kvinnans åldrar, 1898, med flera. Mellan 1897 och 1903 ställde de ut tillsammans, bland annat i den franska paviljongen på världsutställningen år 1900. Agnes de Frumerie skapade även fristående skulpturer. Vid något tillfälle fick hon besöka Auguste Rodins ateljé och inspiration därifrån kan möjligen skönjas i marmorskulpturen Jag fryser, 1921. För övrigt excellerade hon i berättande skulpturgrupper om två, tre eller ännu fler deltagare – gummor som sladdrar, gubbar som spelar kort, häxor som rör i en kittel, barn som är spökrädda eller läser sagor, en hel hop människor som sitter på ett busstak. Hennes statyetter utmärktes av en ”älskvärd pratsamhet och sprudlande humor” enligt museimannen Philibert Humbla. De reproducerades i olika material som gips, keramik och brons, och spreds i stora mängder i fransk konsthandel. Gruppen Poesi och musik, 1904, i form av två allegoriska kvinnofigurer, inköptes av franska staten. Den över två meter höga Kleopatra från 1898 förblir i sin kvasiegyptiska stil ett gåtfullt unikum i hennes oeuvre.
Under första världskrigsåren blev Agnes de Frumerie fast i Sverige och maken, som blivit fransk medborgare, i Frankrike. Hon bosatte sig i sommarhuset Borgen vid Edsviken i Danderyd och utsmyckade huset i fornnordisk stil. Huset såldes 1919. Efter några år köpte makarna en ny tomt i Hindås och paret återvände 1925 för gott till Sverige. Under de sista åren i Frankrike hade Agnes de Frumerie även ägnat sig åt författarskap. Av skulptören och keramikern Albert Dammouse hade hon lärt sig att tillverka ett nytt slags glas, pâte de verre. För framställningen behövdes pulvriserat kristall, emaljpulver och naturgummi, som formades och brändes i ugn. Agnes de Frumerie blev hänförd av det drömlika, halvgenomskinliga glaset, som liknade antikt glas. Nära 60 år gammal startade hon en egen glashytta i Hindås. Efter 10 års experimenterande fick hon ett enda lyckat föremål av 15 misslyckade, men hon var övertygad om glasets framtid. Dess enastående styrka, menade hon, kunde göra glaset åtråvärt även för industrin. Hon ansökte om statsunderstöd hos Kungl. Kommerskollegium men fick avslag 1930. Samma år blev hon refuserad av juryn för Stockholmsutställningen. Förgäves protesterade hon i pressen. Inte heller lyckades makarna få gehör för sin önskan att hemmet i Hindås skulle bevaras som museum. En stor del av konstverken togs dock omhand av Västergötlands museum i Skara.
Agnes de Frumerie dog i Stockholm 1937.
