Антония родилась в семье Марка Антония. Впрочем, отец не застал рождения дочери, поскольку уехал к Клеопатре. Времяпровождение с египетской царицей, как следует из записей Плутарха, было приятным и необременительным: «Вместе с ним она играла в кости, вместе пила, вместе охотилась, была в числе зрителей, когда он упражнялся с оружием, а по ночам, когда он, в платье раба, бродил и слонялся по городу, останавливаясь у дверей и окон домов и осыпая обычными своим шутками хозяев — людей простого звания, Клеопатра и тут была рядом». Марк Антоний передал часть земель, предназначенных его детям, Клеопатре. Тем временем Антонию в Риме воспитывала мать.
Женихом девушки стал Нерон Клавдий Друз. Через 7 лет после свадьбы Друз Старший скончался. Антония так и не вышла замуж во второй раз. Из детей, рожденных в браке, лишь трое дожили до зрелого возраста. Иосиф Флавий писал: «Антония пользовалась у императора Тиберия большим уважением отчасти по причине близкого родства (она была женой его брата), отчасти же по причине своего добродетельного образа жизни. Дело в том, что, несмотря на молодость, она оставалась вдовою и отказывалась от всякого нового брака, хотя император и уговаривал ее выйти вторично замуж. При этом она вела незапятнанный образ жизни». Соперничать с влиятельной Антонией не мог никто из римских женщин. В числе ее друзей был и Луций Вителлий, в 34 году избранный консулом.
Старший сын Антонии Германик отличился в военном деле: его прославили успешные походы на германские земли. Известен эпизод, когда Германик подавил мятеж двух легионов в Нижней Германии; солдаты требовали увеличить размер вознаграждения и уволить тех, кто отслужил свой срок. Многие в Риме надеялись, что именно Германик станет следующим после Тиберия императором. Однако в возрасте 34 лет военачальник был отравлен.
Младшему сыну Антонии, Клавдию, была уготована другая участь. Стоит отметить, что отношения матери и сына складывались непросто. Он рос тихим и болезненным мальчиком (по одной из версий историков, в детстве переболел полиомиелитом), все внимание Антонии доставалось Германику. «Природа начала над ним работать, но не закончила», — так говорила о Клавдии мать. Юноша получил хорошее образование. После убийства Калигулы стал императором, хоть и не готовился к такой судьбе. Расширил границы империи, реформировал судебную систему, издал приказ, в соответствии с которым старые или больные рабы, выброшенные хозяевами, становились свободными.
Дочь Антонии Ливилла дважды побывала замужем и стала любовницей префекта претория Сеяна. Сеян, подкупивший войско, задумал совершить переворот. В число заговорщиков вошли многие сенаторы. Антония узнала о заговоре и сообщила о нем Тиберию. Сеян был казнен, связанные с ним римляне арестованы. Ливилла покончила с собой или, по другой версии, была убита матерью.
Антония скончалась в возрасте 72 лет.