Die jüngere Schwester der Mathematikerin Maria Gaetana Agnesi wurde als drittes Kind des Pietro Agnesi di Monteviglia geboren. Auf ihr musikalisches Talent wurde man bald aufmerksam, und sie wurde Schülerin des Geigers und Komponisten Carlo Zuccari. Einer ihrer Mitschüler war Giorgio Giulini, der sich später an der Gründung der „Accademia dei Trasformati“ beteiligte, wo Agnesi auch Mitglied wurde. Bei ihren Auftritten als Cembalistin führte sie hauptsächlich Werke von Jean-Philippe Rameau auf.
Als erstes Werk Agnesis wurde 1747 die Schäferkantate Il ristoro d’Arcadia am Teatro Ducale, dem Vorgänger der Mailänder Scala, aufgeführt. Nach dem Tode Pietro Agnesis 1752 konnte sie Pietro Antonio Pinottini heiraten, was ihr Vater ihr bisher verweigert hatte. Ab diesem Zeitpunkt widmete sie sich fast ausschließlich der Musik, neben Konzerten, Sonaten, Fantasien und Kammerarien entstanden auch mehrere Opern, für die sie auch teilweise das Libretto selbst verfasste.
Als 1770 Leopold Mozart nach Italien reiste, um seinen Sohn vorzustellen, kam es zu Kontakten mit Agnesi Pinottini, die vermutlich auch zu einem regen Gedankenaustausch führten. Ab dem folgenden Jahr sind keine Werke Agnesis mehr bekannt. Sie geriet in eine finanzielle Krise und musste eine ihrer Schwestern um Hilfe bitten. Zwei Jahre nach dem Tode ihres Mannes starb sie kinderlos.
d’Agnesi, Maria Theresia. In: Wilibald Gurlitt, Carl Dahlhaus (Hrsg.): Riemann Musik-Lexikon. In drei Bänden und zwei Ergänzungsbänden. 12. völlig neubearbeitete Auflage. Band1: Personenteil A–K. B. Schotts Söhne, Mainz 1959, S.11 (Erstausgabe: 1882).
d’Agnesi, Maria Theresia. In: Wilibald Gurlitt, Carl Dahlhaus (Hrsg.): Riemann Musik-Lexikon. In drei Bänden und zwei Ergänzungsbänden. 12. völlig neubearbeitete Auflage. Band4: Ergänzungsband, Personenteil A–K. B. Schotts Söhne, Mainz 1972, S.8 (Erstausgabe: 1882).
↑Constant von Wurzbach: Agnesi, Maria Cajetana. In: Biographisches Lexikon des Kaiserthums Oesterreich, Erster Teil. Verlag der Universitäts-Buchdruckerei L. C. Zamarski, Wien, 1856, S. 7, abgerufen am 18. Oktober 2020 (wiedergegeben auf literature.at).