Agdal fue descubierta en una calle de su ciudad natal. Sin experiencia como modelo, se presentó al concurso Elite Model Look. No ganó, pero firmó con Elite Models Copenhague y siguió estudiando hasta los 18 años. Tras su graduación, se trasladó a Estados Unidos, donde su carrera de modelo floreció. Ha desfilado para Billabong, Victoria’s Secret, Adore Me, Bebe Stores y Calzedonia. También ha participado en editoriales de moda para Vogue México, Elle, Cosmopolitan y el libro de moda CR de Carine Roitfeld. En 2012, hizo su primera aparición en la edición de trajes de baño de Sports Illustrated y posteriormente fue nombrada «Novata del Año» de la edición. También apareció en la portada de la revista Maxim para su número de marzo de 2017. En 2014, apareció en la portada del 50 aniversario del Sports Illustrated Swimsuit Issue con Chrissy Teigen y Lily Aldridge, lo que considera el «punto culminante» de su carrera como modelo.

Agdal apareció en un anuncio de televisión de la Super Bowl de 2013 para Carl’s Jr./Hardee’s. En agosto de 2016 firmó con IMG Models.