Agnes Wergeland var den første norske kvinne som tok en doktorgrad, og hun måtte til utlandet for å få den. Hun utvandret til USA og ble professor i historie ved University of Wyoming.
Hun tilhørte en kjent slekt. Faren var fetter av Henrik Wergeland og Camilla Collett, men han hadde liten økonomisk suksess; moren sørget for familien ved sitt arbeid som oldfrue på Gaustad asyl. Agnes satset på utdanning i en tid da dette var vanskelig for kvinner. Familien hadde lite penger, men ved venners hjelp fikk hun ett år på Nissens privatskole i Christiania. I slutten av 1870-årene tok hun pianotimer hos Edvard Grieg, men veien til videre utdanning i Norge var stengt. Broren Oscar, som var 13 år eldre, hadde studert kunst i München, og det var kanskje dette som senere fikk henne til å studere der, selv om det er få spor etter kontakt mellom henne og broren.
Agnes Wergeland må tidlig ha blitt overbevist om at hun hadde like store rettigheter som menn. Hun studerte historie og rettshistorie under den berømte rettshistoriker Konrad Maurer i München 1884–86 og vendte deretter tilbake til Kristiania, der hun leste norrønt og søkte arbeid som lærer, men uten hell, både fordi hun var kvinne og fordi hun ble ansett å ha tilknytning til radikale miljøer. Med hjelp fra professor Maurer og andre reiste hun til Sveits, der hun tok en doktorgrad med emne fra rettshistorie i norrøn middelalder ved universitetet i Zürich 1890. Hun ble dermed den første norske kvinne med doktorgrad.
Fortsatt viste det seg umulig for henne å få arbeid i Norge. Hun fikk i stedet et stipend og en assistentstilling ved Bryn Mawr College, en høyskole for kvinner i Pennsylvania, USA, der hun foreleste 1890–93. Bestemmelsen om å reise til USA tok hun etter råd fra Aasta Hansteen, som skrev til henne at Amerika på den tiden var “det beste sted på jorden for kvinner”. Kristiania var som en “kald kjeller” i sammenligning.
Men Agnes Wergeland hadde likevel noen vanskelige år etter tiden ved Bryn Mawr. En tid bodde hun hos Sarah Bull, enken etter Ole Bull, i Cambridge, Massachusetts. Senere, 1896–1902, var hun ved University of Chicago, men uten å få fast stilling. En ny forskningsreise til Europa og en publisert fagartikkel om slaveri i middelalderen hjalp henne ikke. I denne tiden ble hun kjent med Thorstein Veblen og skrev fagartikler i tidsskriftene Journal of Political Economy og The Dial. 1902 fikk hun stilling som professor i historie ved University of Wyoming i Laramie, den gang en by på knapt 8000 mennesker og kun et par hundre studenter.
Agnes Wergeland reiste vestover til ny stilling med mot og begeistring, vel vitende at Wyoming var den første stat i USA som hadde gitt kvinner stemmerett, en rett som hun også kunne benytte seg av etter at hun 1904 ble amerikansk statsborger. Selv om hun var et godt stykke unna de store lærdomssentrene, så livet nå lysere ut for henne. Hun bodde i Laramie til sin død, sammen med og med god støtte av sin venninne Grace R. Hebard, som hun lovpriste i et dikt på denne måten:
“My eye swept thee up in a motion most fleet
And kissed thy sweet self from head to feet”.
Agnes Wergeland foreleste ikke bare i historie, men også i fransk språk og i Ibsens drama. Fra Wyoming holdt hun kontakt med kvinnebevegelsen i Norge, og hun bidrog til kvinnesaksbladet Nylænde. Den over 40 år eldre slektningen Camilla Collett forble hennes store ideal. Som barn hadde Agnes Wergeland besøkt forfatterinnen flere ganger, og hun hadde også bodd en kort tid hos henne som ung.
Etter hvert skrev Agnes Wergeland mye lyrikk på norsk. Hennes første diktsamling kom 1912. Artikkelsamlingen Leaders in Norway and Other Essays kom ut etter hennes død. Hun førte en utstrakt korrespondanse med sine kolleger i norskamerikansk skriftkultur. Hennes arbeidsrom var et sted der kulturer møttes. I sin gyngestol hjemme i Wyoming satt hun og leste norsk og engelsk og amerikansk poesi, “my beloved American singers”, som hun skrev. Før hun døde 1914, bare 57 år gammel, testamenterte hun boksamlingen sin til biblioteket ved University of Wyoming, der det ble satt opp en minnetavle over henne.