Nata a Ixelles - in Belgio - nel maggio 1928 - da madre francese e padre greco, Arlette Varda - meglio nota come Agnès Varda - si trasferisce in Francia (a Parigi) alla fine degli anni Quaranta e, dopo aver lavorato come reporter e fotografa al Theatre National Populaire di Jean Vilar, esordisce alla regia con La pointe courte (1954), un mediometraggio interpretato da un giovane Philippe Noiret (sei anni prima di Zazie dans le metro di Louis Malle, tratto dal libro omonimo di Raymond Queneau) e montato da Alain Resnais (futuro regista di capolavori come Hiroshima mon amour e L’année dernière a Marienbad), che ne mette in luce la peculiare sensibilità nei confronti dell’umanità dei personaggi, che pedina, con stile quasi “zavattiniano”, nei momenti apparentemente più banali della vita quotidiana. 

Tali aspetti sono già evidenti nella crisi di coppia raccontata con piglio quasi cronachistico nel film d’esordio e nel successivo - e più noto - Cleo dalle 5 alle 7 (1962), in cui tempo della finzione e tempo reale finiscono quasi con l’annullare ogni distanza.

Accostata sovente al gruppo di cineasti che darà vita alla Nouvelle Vague francese (sposa Jacques Demy, al quale dedicherà, dopo la sua morte avvenuta nel 1990 all’età di cinquantanove anni, Garage Demy - 1991 -  Les demoiselles ont 25 ans - 1993 - e L’univers de Jacques Demy - 1995) produce tutti i suoi film con la Società Ciné Tamaris, (da lei fondata negli anni Cinquanta) che le permette una totale indipendenza e, in seguito, di realizzare opere piuttosto “anomale” quali Il verde prato dell’amore (1965, Orso d’Argento e Gran Premio della Giuria al Festival di Berlino) e Les créatures (1967), di cui cura anche la fotografia e il montaggio.

Nel ’71, a Parigi, conosce e fa amicizia con Jim Morrison, il quale si era trasferito da poco in Francia con la fidanzata. Morrison, stanco della fama di leader dei Doors, era andato a Parigi per tentar di promuovere Il killer dell’autostrada, un suo cortometraggio girato negli Stati Uniti. Nel luglio di quello stesso anno, la Varda sarà fra i pochissimi testimoni dei funerali segreti di Morrison (morto, come è noto all’età di soli ventisette anni), qualche giorno prima che la notizia della sua morte fosse diffusa ufficialmente.

Dopo un periodo meno produttivo (durato circa quindici anni), torna sul grande schermo solo con Senza tetto né legge (1985, Leone d’Oro alla Mostra del Cinema di Venezia), che, attraverso una struttura narrativa frammentata e complessa, tenta di ricostruire il recente passato e l’identità della protagonista, una ragazza vagabonda e solitaria che gira per una Francia ritratta con gelida crudezza.

Due anni dopo conosce Jane Birkin con la quale girerà Jane B. par Agnès Varda (1987), metà documentario e metà fiction, e Kung-Fu Master (1988).

Negli Anni Novanta si dedica esclusivamente al documentario e realizza Le cent et une nuit (1995) in occasione del centenario del cinema, al quale prendono parte molti fra i più noti attori dell’epoca (francesi e non - Marcello Mastroianni, Fanny Ardant, Catherine Deneuve, Alain Delon e molti altri) - e Les glaneurs e la glaneuse (2000).

Fra gli altri film ricordiamo Lions Love (1969), L’une chante, l’autre pas (1977), Documenteur (1981).

Fra i documentari Du côté de la côte(1958), Salut les cubains (1963),Elsa la rose (1965), Loin du Vietnam (1967), Black Panthers (1968), Réponse de femmes: Notre corps, notre sexe (1975), Daguerréotypes (1977),Murs, murs (1981),Les Dites Cariatides (1984), Les Glaneurs et la glaneuse... deux ans après (2002),Ydessa, les ours et etc. (2004), Cinévardaphoto (2004),Quelques veuves de Noirmoutier (2005),La Rue Daguerre en 2005 (2005), Agnès de ci de là Varda (2011),Visages Villages (2018), che ottiene una Nomination all’Oscar come Miglior Documentario.

Nel 2005 le viene riconosciuto un Premio César onorario e, nello stesso anno, fa parte  della giuria al Festival di Cannes, continua nello stesso tempo a lavorare ad altri documentari che vengono apprezzati in tutto il mondo.

Nel 2008 rivolge la macchina da presa verso di sé per il documentario autobiografico Les plages d’Agnès (Le spiagge di Agnès), presentato fuori concorso alla Mostra del Cinema di Venezia.

Nel 2015 è stata premiata con la Palma d’Oro onoraria al Festival di Cannes e, tre anni dopo, con l'Oscar alla Carriera.

Autrice riservata e rigorosa, in grado di proiettare uno sguardo fenomenologico, distaccato ma non indifferente, sulla realtà che decide di rappresentare, Agnès Varda è stata senz’altro una fra le figure più originali del cinema francese degli ultimi cinquanta/sessant’anni.