Eles devem empilhar.
Fire Shield afirma:
whenever a creature within 5 feet of you hits you with a melee attack, the shield erupts with flame. The attacker takes 2d8 fire damage from a warm shield, or 2d8 cold damage from a cold shield.
Armadura de Agathys afirma:
You gain 5 temporary hit points for the duration. If a creature hits you with a melee attack while you have these hit points, the creature takes 5 cold damage.
Nenhuma magia é uma magia de concentração, então elas podem ser conjuradas simultaneamente. Não há nada nas descrições de magia que as impediria de operar ao mesmo tempo.
Note, no entanto, que ambos são feitiços principalmente defensivos e requerem que você seja atingido. Não tenho certeza de como isso tornaria o personagem warlock "mais útil".