Agnes Sinervo-Mantereen panos lasten hoitotyön kehittämisessä oli merkittävä. Hän edisti lastenhoitajien koulutusta ja keskoshuoltoa sekä suunnitteli Helsingin Lastenlinnan rakennusta ja organisoi johtajattarena sen toimintaa. Hän perusti Lastenlinnan museon, joka palvelee edelleen terveydenhuollon opetusta Helsingin yliopistomuseon osana.

Agnes Sinervo, vuodesta 1952 Sinervo-Mantere, pääsi ylioppilaaksi Tampereen suomalaisesta yhteiskoulusta ja toimi sen jälkeen kotiopettajana Ähtärin pappilassa ja pankkivirkailijana Tampereella. Hän pääsi 1919 Helsingin yleiseen sairaalaan sairaanhoitajakouluun, palasi sieltä vuodeksi Tampereelle ja siirtyi 1923 Mannerheimin Lastensuojeluliiton hallinnoimaan Lastenlinnaan. Siellä hän toimi ensin osastonhoitajana ja vuodesta 1926 johtajattarena.

Lastenlinna oli monipuolinen lastensairaala ja hoitolaitos, eräänlainen lastenkodin ja sairaalan yhdistelmä. Hoitopaikkoja oli 65–72 lapselle. Osa oli orpoja tai muuten hoidotta jääneitä lapsia, osa sairaita tai sairaalloisia ja osa keskosia. Lastenlinnassa toimi vuodesta 1922 Suomen ensimmäinen neuvola, ja siellä koulutettiin terveyssisaria 1924–1931. Tämän jälkeen koulutus siirtyi Valtion terveydenhoitajaopistoon, ja Lastenlinnassa keskityttiin lastenhoitajien kurssittamiseen, lastenneuvolatyön kehittämiseen ja keskosina syntyneiden lasten hoidon kehittämiseen. Lastenlinna oli myös Kätilöopiston opiskelijoiden opetussairaala.

Lastenlinnaan perustettiin 1936 äidinmaitokeskus, jolle imettävät äidit saivat myydä maitoa, jota heidän omat lapsensa eivät tarvinneet. Maito kuljetettiin kylmäautoilla Lastenlinnaan, jossa sillä ruokittiin sairaita lapsia ja josta sitä toimitettiin edelleen muihin laitoksiin. Tätä ennen Lastenlinnassa oli ollut imettäjien toimia.

Agnes Sinervo toteutti 1937 erään unelmansa ja lähti vuodeksi Bedford Collegeen Englantiin suorittaakseen kansainvälisen terveydenhoitajan tutkinnon (public health nurse). Tämän tutkinnon suorittaneet sairaanhoitajat, joita olivat Agnes Sinervo-Mantereen lisäksi muun muassa Venny Snellman ja Tyyne Luoma, toivat Suomen terveydenhuoltoon yhteiskunnallisen aspektin.

Agnes Sinervo osoittautui hallinnolliseksi lahjakkuudeksi, jonka yhteistyö Lastenlinnan ylilääkärien, ensin professori Arvo Ylpön ja myöhemmin tohtori Lea Ylpön kanssa sujui hyvin. Laitoksen sotienaikainen evakuointi pääkaupungista vaati organisaatiokykyä.

Talvisodan aikana laitos oli sijoitettu Nastolaan Wrede-suvun tuolloin omistamaan Arrajoen kartanoon ja jatkosodan aikana Espoon Viherlaaksoon tiloihin, joissa myöhemmin aloitti Mannerheimin Lastensuojeluliiton Kodinhoitajaopisto. Kun kansalaisjärjestöjen ja valtion yhteistoimintaelin Suomen Huolto ry perusti sotien aikana lastenkoteja ja lastensairastupia, Agnes Sinervo vastasi näiden laitosten toiminnan suunnittelusta ja valvoi niiden toimintaa 1940–1941.

Sotien jälkeen suuri haaste oli uuden Lastenlinnan suunnittelu ja rakentaminen. Agnes Sinervon asiantuntemusta käytettiin rakennuksen suunnittelussa, ja hän myös loi yhdessä Arvo Ylpön kanssa laajentuvan Lastenlinnan toiminnan. Lastenlinna toimi itsenäisenä Mannerheimin Lastensuojeluliiton omistamana laitoksena, kunnes se myytiin 1967 yli sadan kunnan kuntaliitolle. Siitä tuli 1997 osa Helsingin yliopistollisen keskussairaalan (HYKS) Lasten ja nuorten sairaalaa.

Agnes Sinervo toi ajatuksen lastenhoitoalan museon perustamisesta Berliinistä 1925 ja aloitti museoesineiden keruun. Museonäyttelytoiminta alkoi imeväisikäisten lasten sairauksia esittävistä nukeista, jotka Arvo Ylppö toi Saksasta. Museo perustettiin uuden Lastenlinnan ylimpään kerrokseen 1948. Sen tehtävät laajenivat vähitellen palvelemaan lastenhoitoalan opetusta, ja eri oppilaitosten opiskelijat voivat tutustua siellä alansa historiaan. Nykyään museo on Lastenlinnan museon säätiön hallinnassa.

Agnes Sinervo-Mantere toimi aktiivisesti sairaanhoitajien yhdistyksissä. Erityisesti 1920-luvulla, kun suomen- ja ruotsinkieliset sairaanhoitajat jakautuivat kahteen eri yhdistykseen, hän oli mukana perustamassa suomenkielisen Suomen Sairaanhoitajaliiton toimintaa. Hän oli liiton johtokunnassa sekä sihteeri 1934. Agnes Sinervo-Mantere oli myös Suomen Lastenhoitajayhdistyksen perustajajäsen ja puheenjohtaja.