Klein Ágnes néven született 1921. január 9-én Budapesten, a család később Keletire magyarosított. Keleti Ágnes 1937-től a budapesti Vívó és Atlétikai Clubban, 1938-tól a Nemzeti Torna Egyletben sportolt. 1939-ben lett a válogatott tagja, első magyar bajnokságát 1940-ben nyerte, de zsidó származása miatt még abban az évben eltiltották mindennemű sporttevékenységtől.
A második világháború után indult be igazán sportkarriere. Pályafutása csúcsára 1956-ban, Melbourne-ben ért fel: talajon megvédte címét, aranyat nyert gerendán, felemás korláton és a Bodó Andrea, Keleti Ágnes, Kertész Alíz, Korondi Margit, Köteles Erzsébet, Tass Olga összeállítású kéziszercsapat tagjaként, egyéni összetettben és csapatban ezüstérmet szerzett. Az 1956-os forradalom után nem jött haza. Izraelben élt évtizedekig, ahol sportvezetőként alapvető érdemeket szerzett a helyi tornasport kialakításában. Szinte megszámolhatatlan díjjal tüntették ki. 2004 óta volt a Nemzet Sportolója.
