Будучи членом «Художественного цеха», в конце 1918 — январе 1919 Агафонов, наряду с такими художниками, как М. А. Волошин, Мане-Кац, Э. А. Штейнберг, участвовал в двух его выставках. В 1919 в качестве художественного критика вел мастерскую рисования и живописи Пролеткульта, выставлялся на Первой выставке Подотдела искусств харьковского Совета рабочих депутатов.

Агафонов писал портреты (например, адвоката лейтенанта П. П. Шмидта А. Алексеева, 1906; актрисы В. Ф. Комиссаржевской, 1908), фигуры в условной декоративной манере со щедрым использованием украинских народных мотивов («Портрет г-на Б»; «Дiвчата», 1908; «Разноцветное на зелени» и др.), пейзажи, исполнял графические произведения. По словам Л. Камышникова, «Агафонов — художник с декоративным размахом, смелый, не всегда сдержанный, с изящной декоративной же фантазией. Его портреты только панно. Его картины — любопытные плакаты. Ошибки его рисунка зовут к отдалению, к любованию при рампе, где все кажется пышнее и красивее, когда многое прощается, потому что многое увлекает».

Современники отводили Агафонову особое место в плеяде художников Серебряного века. В. А. Милашевский вспоминает впечатление от панно на лестнице Харьковского Нового театра: «Потусторонние девушки в ветвях невиданных деревьев — нечто серо-лиловое, призрачно-изумрудное, еле-еле ощутимое и едва уловимое — отнюдь не как у Перова, где все можно схватить пальцами и даже занозить их или испачкать о ваксу сапога. Здесь все мечта! Не то Борисов-Мусатов, не то Врубель, не то английские прерафаэлиты. Ай да Агафонов!»

В начале 1920-х Агафонов эмигрировал в США, где занимался станковой живописью, графикой и торговой рекламой. Активно выставлялся в Обществе независимых художников (1929) и галерее Фрэнч (1931) в Нью-Йорке, в публичной библиотеке Гринвича (1939), Дерби, шт. Коннектикут (1943). Проводил персональные выставки в галерее Каз-Дельбо в Нью-Йорке (1931).

Оставшиеся в Харькове произведения Агафонова хранились в ХХМ (погибли во время Великой Отечественной войны, остались отдельные рисунки, театральные эскизы).