Blake Agnoletto est formé au Bendigo & District Cycling Club, sur ses terres natales[1],[2]. Actif sur piste, il obtient diverses médailles aux championnats d'Océanie[3] et aux championnats d'Australie en 2022 et 2023. Il s'impose également à plusieurs reprises sur route lors de la saison 2023, sous les couleurs de l'équipe continentale ARA-Skip Capital. Cette même année, il termine troisième du Tour de Binzhou, ou encore dixième du Tour d'Overijssel. Il représente par ailleurs son pays natal dans diverses événements internationaux. Il se classe notamment deuxième de la course à l'élimination à Milton, dans le cadre de la Coupe des Nations.
En 2025, il intègre la nouvelle formation Atom 6 Bikes-Decca Continental, implantée en Belgique mais évoluant sous licence australienne. Il effectue sa reprise aux championnat d'Australie sur route, où il se classe septième du critérium et de la course en ligne. Quelques semaines plus tard, il remporte la Melbourne to Warrnambool Classic, une épreuve nationale réputée[7]. Il finit également premier de l'élimination et deuxième de l'américaine aux championnats d'Océanie sur piste[8]. Le 16 avril, il prend la quinzième place du Tour du Limbourg, devant de nombreux professionnels.