Piiskop Ago Lilleorg sündis Juhan ja Maia Lilleorgi esimese lapsena 26. oktoobril 1969 Tallinnas. Tema vanemad on sügavalt usklikud inimesed, kes kuuluvad Eesti Metodisti Kirikusse. Ago Lilleorgi vaimulikud juured ulatuvad mitmeid põlvi tagasi. Ago isa, samuti vanaisad ja vanavanaisad on olnud vaimulikus teenistuses Eesti erinevates kirikutes, täites nii pastori, diakoni kui juhatuse esimeeste ülesandeid. Nii on piiskop Ago pärinud rikkaliku vaimuliku pärandi, mis on andnud talle laia spektri teenimiseks nii kirikus kui ka väljaspool.

Ago lapsepõlv möödus Tallinnas, samuti kooliaastad. Suurimaks pöördeks Ago elus oli Jumala kutse 1991. aastal, millele ta jaatavalt vastas. Nimelt toimus elumuutus EELK Toronto Peetri koguduse õpetaja Helmut Rütmiku kuulutustöö tulemusena. Ago ise meenutab ühe olulisema seigana sellest 23-dast maikuu päevast seda, kuidas ta koos vanaisaga koju tagasi läks ning kuidas õhtupalve aeg kätte tuli. “Ei osanud paluda, kuid ainus, mis sai öeldud, oli: "Jumal, võta Sina minu elu ning sündigu minu elus mitte minu, vaid Sinu tahe.” Samal aastal ristiti ta endises EKP hoone sisebasseinis pastor Märt Vähi poolt.

Elades maal vanaisa juures, töötas Ago kaasa Valkla baptistikoguduses, kust ta 1992. aastal Nelipühi kiriku piiblikooli astus. Aeg Valkla koguduses tähendas õppimise aastaid, mil Ago tegi esimesi samme jutlustajaks ja õpetajaks saamisel. Piiblikooli lõpetamise järel kutsus pastor Allan Laur ta abipastoriks tööle Tallinna kogudusse. See oli tema elus aeg, mil pastor Allani isiklik eeskuju ja isiksus aitasid Agol kujuneda selleks, kellena me teda täna tunneme.

Kuid juba 1994. aasta sügisel kutsuti Ago Lilleorg ajateenistusse Eesti Kaitseväkke. Aastase ajateenistuse järel oli ta esimene kaplan, kes asus taasloodud kaitseväes Jumala Sõnaga sõdureid teenima. Ago Lilleorg teenis kaplanina Tartu Üksikus Jalaväepataljonis kuus aastat (1995-2001). Viimased kolm aastat (2001-2004) teenis ta Kaitseväe Ühendatud Õppeasutustes kaplanina.

Piiskop Ago Lilleorg on teeninud ka EKNK Tartu Maranata kogudust aastatel 1999-2003. Alates 2004. aasta kevadest kuni sügiseni oli ta EKNK Lõuna-Eesti piirkonna praost. 1995-1999 oli Ago EKNK Tartu koguduse juhatuse esimees.

Piiskop Ago Lilleorg on lõpetanud Kõrgema Usuteadusliku Seminari diplomiõppe tasemel 1999. aastal, Tartu Ülikooli Usuteaduskonna bakalaureuse tasemel 2000. aastal ning kaitsnud Tartu Ülikooli Usuteaduskonnas teoloogiamagistri kraadi 2003. aasta sügisel.

Ago Lilleorg pühitseti piiskopiks 2005. a. 15. aprillil piiskop Märt Vähi poolt.

Ago on abielus, abikaasa Mairega on neil väike tütar Merje Mia.