No ano de 2012, Agatha conquistou seu primeiro papel, vivendo a personagem Juliana Menezes em Malhação: Intensa como a Vida.

Se você acompanhou Em Família em 2014, deve se lembrar de ter visto a artista na pele de Giselle Dutra Noronha Muniz na trama.

Um de seus maiores sucessos foi Verdades Secretas, novela que estreou em 2015 e teve a continuação lançada em 2021. Nela, Agatha interpretava Giovanna Lovatelli Ticiano, a Kika.

Chegando em 2016, ela integrou o elenco de Haja Coração vivendo Camila Abdala Varella.

Embarcando em uma trama de época, viajou ao século XIX com Novo Mundo, na qual interpretava Domitila de Castro, a Marquesa de Santos. O folhetim foi ao ar em 2017.

No ano seguinte, mais uma vez fez um papel de época. Dessa vez, como Ema Cavalcante Pricelli em Orgulho e Paixão, ambientada em 1910.

Outro papel marcante da carreira de Agatha Moreira foi como Josiane Sobral Ramirez Matheus em A Dona do Pedaço, novela de 2019.

Já em 2023, retorna às telinhas da Globo emplacando o papel de Graça Junqueira em Terra e Paixão