W 1969 roku Agostinho zadebiutował w słynnym wyścigu - Tour de France 1969, który zakończył na 8. miejscu (zwycięstwa na 5. i 14. etapie). Następne zwycięstwo na etapie Tour de France odniósł w edycji 1973, potem z etapowych zwycięstw cieszył się w edycji 1977 (później odebrane z powodu wykrycia w jego organizmie środków dopingujących) i edycji 1979 w L’Alpe d’Huez. Najwyższe miejsce w klasyfikacji generalnej Wielkiej Pętli to 3. miejsca, które zajmował dwukrotnie w swojej karierze: 1978 i 1979. Ostatni, 12. start w Tour de France miał miejsce w edycji 1983 (11. miejsce).
Agostinho również czterokrotnie startował w Vuelta a España, w którym w edycji 1974 zajął w klasyfikacji generalnej 2. miejsce (zwycięstwa w trzech etapach), a także w latach 1970-1972 trzykrotnie z rzędu wygrywał wyścig Volta a Portugal, a w latach 1968-1973 sześciokrotnie z rzędu był mistrzem Portugalii.
W 1982 roku z powodu spadku formy w poprzednim sezonie zrezygnował ze startów, by móc więcej czasu poświęcić pracy w swoim gospodarstwie .
Doping Joaquim Agostinho był trzykrotnie przyłapany na stosowaniu środków dopingujących: Volta a Portugal 1969Alguns dos maiores escândalos da história do ciclismo i 1973 i podczas Tour de France 1977.