Agricola, über dessen Herkunft noch keine abschließende Sicherheit besteht, wurde in Neunburg vorm Wald in der Oberpfalz geboren und verbrachte einen guten Teil seiner Jugend als fahrender Schüler in Polen und Litauen, er scheint jedoch etwa 1606 Schüler des renommierten Quedlinburger Gymnasiums unter Philipp Leopoldi gewesen zu sein. 1607 immatrikulierte er sich an der Universität Königsberg. Aus den Jahren 1611 bis 1614 berichtet er selbst, überwiegend in Österreich (mit Zentrum in Gmunden im Salzkammergut) praktiziert zu haben, unter anderem als Assistent des kaiserlichen Hofarztes Matthäus Judex. Längere Reisen führten ihn nach Oberungarn, in die Schweiz, Kroatien, Italien und schließlich von Venedig aus über Griechenland, Rhodos und Syrien bis nach Alexandria in Ägypten. Weitere Reisen in Frankreich, England und Schottland, die er in seinen Fallgeschichten erwähnt, lassen sich zeitlich noch nicht genau einordnen.

1615 wurde Agricola in Basel zum Doktor der Medizin promoviert und ließ sich anschließend in Frankenhausen (1615) und Altenburg in Thüringen (1616) jeweils als Stadtarzt nieder. 1622 wurde er als Oberaufseher der sächsisch-altenburgischenSaline in Sulza/Ilm berufen, wo er, gestützt auf Beobachtungen im damals technisch führenden Salzkammergut, technische Verbesserungen einführte, vor allem die Gradierung der Sole. Durch Gewinnanteile erwarb er sich ein großes Vermögen, das er 1627 in mehrere Bauerngüter in Müncheroda und Weischütz an der Unstrut anlegte. 1631 durch den Einbruch des Dreißigjährigen Krieges von seinen Gütern vertrieben, floh Agricola zunächst an die Universität Jena, bevor er 1632 das Bürgerrecht in Naumburg an der Saale erwarb. Hier praktizierte er wieder als Arzt, bis ihn 1638 das Kriegswesen auch von dort vertrieb. Agricola fand daraufhin Schutz bei der Universität Leipzig, wo sein Hauptwerk, die umfangreiche Chymische Medicin erschien. 1645 folgte Agricola einem Ruf nach Breslau, wo er bis zu seinem Tod das Amt eines Stadtphysikus bekleidete. In Schlesien erstellte er Gutachten über die mögliche Ausbeute von Golderzen.

Im Anschluss an einen fehlerhaften Eintrag in JöchersGelehrten-Lexicon werden als biographische Eckdaten Agricolas meist irrtümlich die Jahre 1589–1643 angegeben.