Lucilla Agosti si forma come attrice studiando dal 1994 al Centro Teatro Attivo. Nel 1998 parte per Parigi per perfezionarsi nel teatro e nella danza, e qui si mantiene lavorando da cameriera e lavapiatti, ma anche come clown in feste per bambini, ballerina di burlesque e commessa in un sexy shop. Ritornata a Milano, continua la sua formazione nel 1999 al Teatro Arsenale e al Teatro Libero nel 2000. Nello stesso anno inizia a lavorare in teatro, recitando in un allestimento de 'La strana coppia', celebre commedia di Neil Simon.
Successivamente, si trasferisce a Roma lavorando a Cinecittà e affronta uno dei primi provini di Rete A e viene scelta per condurre dal 1º luglio 2002 al 17 settembre 2005 'Azzurro', programma dedicato alla musica e agli artisti italiani. Nell'estate 2004 conduce alcune serate live: il 'Main Stage' all'Arezzo Wave Love Festival e la serata finale del concorso 'Voci Domani'. Conduce, inoltre, 'Space Girls' su Happy Channel e 'Guelfi e Ghibellini' su Rai 2, ed appare come guest star in un episodio della sit-com 'Camera Café'. Con la nascita della nuova All Music, abbandona la musica di Azzurro per passare a occuparsi di moda e lifestyle, al timone della trasmissione 'All Moda'.
Ottiene ruoli cinematografici in cortometraggi e lungometraggi, apparendo nei film 'La febbre' (2005), di Alessandro D'Alatri, 'Il mercante di pietre' (2006), di Renzo Martinelli, e 'Il seme della discordia' (2008), di Pappi Corsicato, e nei cortometraggi 'Parole rubate' (2004) e 'Divini incontri d'orgasmo' (2005), entrambi diretti da Barbara Caggiati. Continua a lavorare in vari programmi di All Music: 'Classifica di...', 'Flycase' e 'Tutti nudi'.
Inoltre, sempre su All Music, partecipa con Maccio Capatonda alla finta soap opera 'Intralci'. Nel 2007 è protagonista con Ale e Franz di 'Buona la prima', un sit-show di Italia 1 basato totalmente sull'improvvisazione. Nello stesso anno approda anche a Radio Monte Carlo come conduttrice di RMC Magazine, insieme a Max Venegoni. L'inizio del 2008 la vede affiancare Elio e le Storie Tese alla conduzione del 'DopoFestival' al Festival di Sanremo. Su All Music è invece protagonista del nuovo comedy-talk 'Bionda anomala'.
Nell'aprile 2009 conduce su Raidue 'Italian Academy 2', talent show interamente dedicato alla danza. Nel 2010 entra a far parte del cast di 'Distretto di Polizia 10' nel ruolo dell'ispettore Barbara Rostagno in forza al "X Tuscolano". Nell'inverno 2012 è impegnata in televisione come opinionista della nona edizione del reality 'L'isola dei famosi'. All'inizio del 2013 conduce insieme a Jane Alexander la settima stagione del programma di Italia 1 'Mistero'. Dal 4 maggio 2015 conduce su La5 il nuovo programma 'Donna Moderna Live', un lifestyle show ispirato all'omonima rivista Donna Moderna con la Agosti che in queste 40 puntate dà consigli sulle nuove tendenze. Nello stesso periodo debutta su Sky con 'Italia's Got Talent' insieme a Rocco Tanica.