Agnew estudió música en el Magdalen College de Oxford.
Llegó a ser asociado con diversos grupos especializados en música antigua (Ex Cathedra, The Consort of Musicke, los Tallis Scholars, The Sixteen y Gothic Voices) antes de embarcarse en una carrera en solitario en la década de 1990.
Estrechamente asociado con William Christie y Les Arts Florissants, Paul Agnew ha realizado el papel de Jason en la obra deCharpentier, Medea y de Hippolyte en la obra de Rameau, Hippolyte et Aricie.
En 2007 Agnew dirigió a Les Arts Florissants en una actuación de Antonio Vivaldi.
Fue la primera persona aparte de William Christie en conducir a este grupo.