Антония Сантилли родилась 8 августа 1949 в итальянском городе Спиньо-Сатурния. Со школьных лет Антония привлекала к себе внимание редкими внешними данными. Достаточно быстро ее приметили агенты, и вскоре будущая звезда начала регулярно сниматься в качестве фотомодели. После выпуска из школы она поступила на факультет гуманитарных наук Римского университета, где изучала современную литературу. Примерно в тот же период Сантилли начала участвовать в любительских театральных постановках. Благополучно окончив университет, она сосредоточилась на модельной карьере. Популярность не заставила себя долго ждать: Антония быстро завоевала известность не без помощи многочисленных эротических фотосессий. Неудивительно, что ее сразу забросали предложениями на съемки. Кинокарьера Сантилли началась с роли дублерши актрисы Орнеллы Мути в картине Умберто Ленци «Идеальное место для убийства». Уже в 1972 году на экраны вышли такие фильмы с ее участием, как «Grazie signore p...», «Боккаччо» Бруно Корбуччи, «Fratello homo sorella bona» и «Мое тело в ярости» Роберто Натали.
Широкую известность Антонии принесла кинолента «Декамеротикус» Джулиано Бьяджетти и Пьера Джорджо Ферретти, а также криминальная мелодрама Фернандо Ди Лео «Босс», в которой актриса предстала одной из центральных героинь – Риной Даниэлло. Стоит отметить, что даже на экранах она преимущественно появлялась в фильмах с эротическими сценами. Другими проектами с участием Сантилли стали «Проповедник», «Он и я», «Брось якорь перед новым поворотом» и «Лучшая сторона Паолины» Нелло Росати.
Любовь советских зрителей Антония завоевала в 1973 году, после выхода комедии Эльдара Рязанова «Невероятные приключения итальянцев в России». Актриса сыграла обворожительную авантюристку Ольгу – внучку пожилой дамы, эмигрировавшей из России в Италию и спрятавшей в Ленинграде огромное состояние. Вскоре после смерти старушки Ольга и несколько других героев, прознавших о бесхозном богатстве, отправляются в СССР, чтобы найти сокровища. Примечательно, что советская цензура того периода решила оставить сцену, где обнаженная актриса принимает душ.
Фильмография Антонии Сантилли насчитывает несколько интересных проектов, однако в целом она очень коротка. По сути, актриса посвятила кинематографу всего три года, после чего вышла замуж и перестала сниматься.