Родилась 27 октября (8 ноября) 1889 г. в Екатеринодаре (ныне Краснодар) в семье купца. Её отец-армянин бежал на Кубань из Турции во время гонений 1877–1878 гг. Окончила 1-ю Екатеринодарскую женскую гимназию. Училась на педагогических курсах в Екатеринодаре, затем на историко-педагогическом факультете Педагогических курсов в Москве. Член РСДРП с 1907 г., в 1911–1916 гг. подвергалась арестам и ссылкам за подпольную революционную деятельность. Получила от сотрудников охранного отделения за свою неуловимость клички «Хитрая» и «Бабочка». В 1914 г. – ответственный секретарь журнала «Работница». В 1917 г. – член Петербургского и Выборгского комитетов партии, депутат Петроградского совета от Выборгского района. В 1918–1919 гг. находилась на подпольной работе в тылу белогвардейских войск – в Новороссийске и Ростове-на-Дону. В 1920 г. – ответственный секретарь Белорусского Военно-революционного комитета. В 1921–1922 гг. вела дела партии в Минске, работала в советском посольстве в Праге, а в 1934–1938 гг. – в посольстве в Риге. В течение многих лет была сценаристом-консультантом, редактором и заведующей сценарным отделом на киностудии «Межрабпомфильм», а затем — на киностудии «Союздетфильм». В связи с 20-летием первой русской революции юбилейная комиссия ВЦИКа утвердила сценарий Агаджановой «1905 год». В этом сценарии восстание на броненосце «Потёмкин» было одним из эпизодов фильма. По предложению Н.Ф. Агаджановой для постановки фильма «1905 год» был привлечён С.М. Эйзенштейн. В процессе работы эпизод о «Потёмкине» вырос в самостоятельный сценарий, по которому в 1925 г. С.М. Эйзенштейн поставил фильм «Броненосец „Потёмкин “». В 1945–1952 гг. занималась педагогической работой, преподавала сценарное мастерство во ВГИКе.