Родился будущий наместник Троицкой обители 6 октября 1792 года в селе Лыскове, в семье вольноотпущенного крестьянина, служившего поваром у князя Грузинского; в крещении его назвали Андреем. Отец умер, когда мальчику было четыре года, и мать поднимала четверых детей одна — воспитание она дала христианское. Андрей выучился грамоте, стал учеником аптекаря при лысковской больнице, а потом князь и вовсе поручил ему всю больницу. Голос у него был прекрасный, и он пел в церковном хоре. В 1812 году, когда врачей не хватало, его прикомандировали к Нижегородскому ополчению и дали официальное разрешение на врачебную практику.

К монашеству его склонила настоятельница арзамасской Алексеевской общины игумения Олимпиада, а место указал сон: явившийся ему преподобный Андрей Критский, его небесный покровитель, направил его в Саров, куда он и поступил послушником 27 июля 1818 года. Прожив там около полутора лет, он перешёл в арзамасскую Высокогорскую пустынь. Постриг он принял 27 июня 1822 года — с именем в честь преподобного Антония Киево-Печерского, — и в том же июле был рукоположен сначала во иеродиакона, а через два дня во иеромонаха.

В 1826 году его поставили строителем Высокогорской пустыни. Дела там пошли на подъём: обитель стала процветающей, а богомольцы из Арзамаса и окрестностей просили нового настоятеля быть их духовным отцом. Братии при нём стало из двадцати человек девяносто. В Саров он ездил постоянно — беседовать со старцами, и прежде всего с преподобным Серафимом. Тот и предсказал за два месяца, что Антоний станет наместником Троице-Сергиевой лавры: в феврале 1831 года прежний наместник скончался, и святитель Филарет Московский предложил это служение именно ему. В марте того же года Антоний был возведён в сан архимандрита и приехал в Лавру.

Дальше начинается длинный список сделанного. При нём был основан Гефсиманский скит, отапливаемыми стали прежде холодные Троицкий собор и другие лаврские храмы, построена Варваринская церковь, капитально отремонтирована крепостная стена. В 1832 году в братском корпусе устроили странноприимную мужскую больницу, за стенами обители — женскую больницу и богадельню, а в 1838 году на месте сгоревшей гостиницы появился дом призрения. В угловой башне открыли училище и приют, где сто сирот жили и учились на полном содержании монастыря, а ещё сто приходили учиться и обедать; кормили и странников. Позже мальчиков стали обучать ремёслам, а из тех, у кого был голос, собрали хор. Появились иконописная мастерская и школа иконописания, а затем литографская мастерская.

Отдельная его забота — сергиево-посадская пересыльная тюрьма. В 1871–1873 годах для неё построили новое здание, и больше половины денег на это дали духовные дети архимандрита; на средства Лавры в тюрьме устроили церковь в честь иконы «Утоли моя печали», где служили лаврские монахи, а сама обитель помогала заключённым продовольствием.

С братией он держался наставления преподобного Серафима: не бранить за порок, а исправлять его; быть не отцом, а матерью для братии. Святитель Филарет Московский избрал его своим духовным отцом и посылал к нему людей, которым нужны были совет и утешение. После кончины преподобного Серафима архимандрит взял на себя попечение о Дивеевской общине, а в 1841 году трудами его и митрополита Филарета вышло первое печатное житие Саровского старца.

В 1873 году после лёгкого инсульта он слёг и управление Лаврой передал духовному собору. Скончался архимандрит Антоний в 1877 году, простившись с братией; отпевали его при огромном стечении народа и погребли у Свято-Духовского собора Лавры. Как местночтимого святого его прославили 16 октября 1998 года, и мощи перенесли в Духовский собор.