В 1925 г. она впервые переступила порог Госиздата. Редактор, посмотрев её стихи, направил Агнию в отдел детской литературы. Так и появился новый детский поэт. В том же году были опубликованы книжки стихов для детей – «Китайчонок Ван Ли», «Мишка-воришка», «Братишки». Её незаурядный талант был отмечен В. Маяковским и К. И. Чуковским. Ритм, рифмы, образы и сюжеты её стихов были близки и понятны миллионам людей.

Агния Барто написала сценарии кинофильмов «Подкидыш» (1940, совместно с актрисой Р. В. Зелёной), «Алёша Птицын вырабатывает характер» (1953), «Десять тысяч мальчиков» (1962). В 1942 г. была корреспондентом «Комсомольской правды» на Западном фронте. В течение девяти послевоенных лет Барто вела на радиопередачу «Найти человека». Об этой работе она написала «взрослую» повесть, которая так и называется «Найти человека» (1969). С помощью радиопередачи было воссоединено около тысячи семей.

Она много ездила и знала, как богат внутренний мир ребёнка любой национальности (поэтический сборник «Переводы с детского» (1977). В течение многих лет Барто возглавляла Ассоциацию деятелей литературы и искусства для детей, была членом международного Андерсеновского жюри. В 1976 г. ей была присуждена Международная премия им. Х.–К. Андерсена. Её творческое кредо: «Детям нужна вся гамма чувств, рождающих человечность».