Elève douée, Agnès Jaoui fait hypokhâgne au lycée Henri IV et entre au Conservatoire à l'âge de 17 ans. Elle suit à partir de 1984 les cours au théâtre des Amandiers de Nanterre, dirigé à l'époque par Patrice Chéreau. Déjà apparue au cinéma dans Le Faucon (1983, Paul Boujenah), elle tourne son deuxième film avec toute la troupe de Patrice Chéreau et sous la direction de celui-ci dans Hôtel de France en 1987. Cette même année, en jouant sur les planches L'Anniversaire d'Harold Pinter, elle rencontre son futur compagnon et collaborateur de travail Jean-Pierre Bacri.