Роден е във Ферара на 29 септември 1912. Завършва Университета в Болоня със специалност "Икономика".
В киното започва като асистент на Марсел Карне в "Нощни гости". Занимава се с кинокритика, пише сценарии (сътрудничи на Роселини, Фелини), прави късометражни филми.
През 1950 г. Антониони режисира първия си пълнометражен филм
"Хроника на една любов".Големите филми, които следват, му осигуряват световна известност. След "Приключението" (1960) режисьорът е обявен за
един от най-великите живи кинематографисти
Сред най-известните му филми са "Забриски пойнт", "Фотоувеличение", "Професия: репортер" (The Passenger), "Ерос", знаменитата трилогия за отчуждението: "Приключението", "Нощта" и "Затъмнението".
Носител е на много отличия в киното, сред които за "Фотоувеличение" (награда в Кан през 1967 г.). През 1985 г. Антониони прекарва инсулт, след което трудно се движи. През 1996 г. той получава "Оскар" за цялостен принос в киноизкуството.