Старшая дочь Германика Юлия Цезаря, консула 12 г. н. э., и Агриппины Старшей (Suet. Cal. 7). Родилась в 15 г. в военном лагере на территории Германии; впоследствии этот населенный пункт в ее честь был назван Колония Агриппины (Tac. Ann. XII 27). В мае 17 г. ее отец Германик праздновал триумф над херусками, и Агриппина находилась в колеснице вместе с братьями и сестрой (Tac. Ann. II 41).
В 28 г. вышла замуж за Гн. Домиция Агенобарба, консула 32 г. (Tac. Ann. IV 75; Joseph. AJ XX 148; Suet. Nero 5; Galba 5; Dio LVIII 20, 1). В 37 г. императором стал брат Агриппины Калигула, с которым, по слухам, она состояла в кровосмесительной связи (Suet. Cal. 24). В декабре 37 г. Агриппина родила сына Луция, будущего императора Нерона (Suet. Nero 5—6; Joseph. AJ XX 149; Tac. Ann. XII 3; Plut. Ant. 87). В 39 г. Агриппина была обвинена в прелюбодеянии с М. Лепидом и участии в организованном им заговоре и выслана на остров Понтия. В 40 г. умер Агенобарб, муж Агриппины (CIL VI 32346; Suet. Nero 5—6; Dio LIX 22). В 41 г. Клавдий, ставший новым императором, возвратил Агриппину из ссылки (Dio LX 3). Вернувшись в Рим, Агриппина, возможно, стала женой Л. Суллы Феликса, консула 33 г., но брак был непродолжительным (AE 1927, 172). Вероятно, в том же году Агриппина в третий раз вышла замуж за Г. Саллюстия Криспа Пассиена; по слухам, была причастна к его смерти, последовавшей через несколько лет (Plin. NH XVI 242; Schol. Juven. 4, 81).
В 48 г. Клавдий казнил свою жену Мессалину, и Агриппина приложила все свои усилия, чтобы стать его новой супругой. При помощи Палланта, приближенного Клавдия, она достигла успеха. Поскольку Клавдий приходился Агриппине родным дядей, сенат должен был принять постановление, разрешающее браки между дядьями и племянницами. Свадьба состоялась в начале 49 г. (Tac. Ann. XII 1—8; Suet. Claud. 26; Dio LX 31). Еще до заключения брака с Клавдием Агриппина сумела расстроить помолвку его дочери Октавии с Л. Силаном, праправнуком Августа, что привело к самоубийству молодого человека и изгнанию его сестры (Tac. Ann. XII 3—4; 7; Suet. Claud. 29; Dio LX 31). Став императрицей, она продолжила устранение политических и личных противников. В 49 г. добилась осуждения своих соперниц Лоллии Паулины и Кальпурнии, а также Сосибия, воспитателя Британника (Tac. Ann. XII 22; Dio LX 32—33), в 53 г. — Статилия Тавра (Tac. Ann. XII 59), в 54 г. — Домиции Лепиды (Tac. Ann. XII 64—65; Suet. Nero 7). Новым женихом Октавии стал Луций Агенобарб, сын Агриппины от первого брака (Tac. Ann. XII 9; Dio LX 32). В 50 г. Агриппина убедила Клавдия усыновить Луция, несмотря на наличие у него родного сына Британника; с этих пор сын Агриппины принял имя Нерона, а сама она получила титул Августы (Tac. Ann. XII 25—26; Suet. Claud. 39; Dio LX 32—33). В 51 г. она добилась назначения своего союзника Афрания Бурра на должность префекта претория (Tac. Ann. XII 42). В 53 г. Нерон женился на Октавии (Tac. Ann. XII 58).
В 54 г. император Клавдий умер, по-видимому, отравленный Агриппиной, которая опасалась, что он выдвинет Британника в ущерб Нерону; Агриппина воспрепятствовала оглашению его завещания, и новым императором стал Нерон (Tac. Ann. XII 66—69; Suet. Claud. 43—45; Dio LX 34). Вскоре после этого по наущению Агриппины были убиты Нарцисс, влиятельный отпущенник Клавдия, и М. Юний Силан, еще один праправнук Августа (Plin. VII 58; Tac. Ann. XIII 1; Dio LX 32; LXI 6). Агриппина жестко контролировала все действия своего сына-императора и активно вмешивалась как в государственные дела, так и в его личную жизнь. Это привело к серьезному ухудшению отношений между Агриппиной и Нероном, и Агриппина даже угрожала привести к власти Британника, родного сына Клавдия; однако Нерон приказал его отравить (Tac. Ann. XIII 2, 5, 13—16; Dio LXI 3; 7—8). В 55 г. враждебные Агриппине Домиция и Юния Силана через посредство своих клиентов выдвинули против нее серьезные обвинения в подготовке переворота, однако не сумели их доказать.(Tac. Ann. XIII 19—22). Агриппина пыталась противодействовать разводу Нерона с Октавией, чем навлекла на себя враждебность его любовницы Поппеи Сабины. По наущению последней в 59 г. Нерон принял решение об убийстве матери. Первое покушение закончилось неудачей: предполагалось разрушить корабль, на котором плыла Агриппина, и утопить ее в море, однако ей удалось доплыть до берега. Тогда Нерон отдал Аникету, начальнику флота, прямое приказание убить Агриппину. В письме сенату Нерон объявил, что Агриппина устроила покушение на его жизнь и, будучи разоблаченной, покончила с собой (Tac. Ann. XIV 1—13; Suet. Ner. 31; Dio LXI 11—16). Агриппина оставила воспоминания о своей жизни и своей семье (Tac. Ann. IV 53; Plin. NH VII 6).