Née à Paris, Agathe Poupeney a d'abord suivi un parcours scientifique. Diplômée en génétique, elle poursuit avec un DESS en Communication et journalisme scientifique et rejoint en 2002 l'équipe du service communication du CND à Pantin. Parallèlement à ses études elle travaille comme photojournaliste pour des magazines culturels.

En 2006, elle décide de se consacrer totalement à la photographie. Elle travaille depuis pour de nombreuses structures culturelles et compagnies (Opéra National de Paris, Théâtre de la Ville, Bartabas - Théâtre équestre Zingaro et l'Académie du spectacle équestre de Versailles, Théâtre de Chaillot, festival Paris Quartier d'été, Parcours de danse à Chamarande, La Fondation Royaumont, les Bains Numériques à Enghien-les-Bains, Festival Staatskanzlei – Westphalie, Alban Richard, Bruno Bouché, Faustin Linyekula, Lionel Hoche, Compagnie Affari-Esteri, Radhouane El Meddeb...), et couvre l'actualité culturelle pour la presse nationale (Le Monde, Libération, Le Figaro, Télérama, L'Express,...)

Ses photographies illustrent de nombreux livres sur le théâtre et la danse, et des monographies de spectacles (Darshan, Calacas et La Voie de l'écuyer, l'Ecole de danse de l'Opéra de Paris).

Artiste Enseignante en 2015 et 2016, elle réalise des ateliers artistiques et une installation photographique avec des classes de primaires de Caen.

Sa première exposition photo sur les châteaux Cathares date de 1999. Depuis 2007 elle a exposé ses photos de spectacles dans de nombreux lieux culturels et festivals. Elle installe ses photographies dans la Cour d'honneur des Invalides en 2011 pour l’exposition Rétrospective photosensible.

En juin 2016 elle a réalisé les costumes et la scénographie de la performance "Cet obscur palais du désir", avec Bruno Bouché lors de "La Rumeur des naufrages" dans les parties publiques du Palais Garnier. Et en juin 2017 la scénographie de UndoingWorld, toujours avec Bruno Bouché, cette fois sur la grande scène du Palais Garnier.