Agnes Wollebæk vokste opp i et embedsmannshjem hvor hun tidlig ble inspirert av morens pianospill og folkevisesang om kveldene. Deler av oppveksten tilbrakte hun i Belgia, hvor faren var sjømannsprest.[3] Folkevisene skulle følge henne hele livet. Hun knyttet seg til landets første folkevisering i Kristiania, med Hulda Garborg i spissen.[4]
Wollebæk har også opptrådt blant annet som Mari i HaarklousMarisagnet og Musette i La Boheme.
Hun ga folkevisekonserter i hele landet, og i 1924 ga hun en opptreden der hun i tillegg til norske folkemelodier fremførte svenske, skotske, engelske, flamske, franske, ungarske og japanske folkeviser. Mange av disse hadde hun funnet under sine besøk i Paris og London.[4]
Forfatteren Øvre Richter Frich ga følgende beskrivelse av hennes stemme: «Fruens runde og vel skolerte sopran har specielt i høiden en charme som vil minde den ældre generation om fru Olefine Moes indsmigrende stemme.»[7]
Agnes Wollebæk virket også som musikkpedagog, og underviste i sang og stemmebruk ved musikkonservatoriene i Oslo og Bergen.[5]
