Окончив школу, он уезжает в Болонью, где получает диплом экономиста. Свою деятельность в кино он начинает с написания критических статей для местных изданий.
В 1939 году Антониони переезжает в Рим, где изучает кинорежиссуру. Примерно в это же время он женится на Летиции Бальбони.
В качестве кинорежиссера Антониони дебютирует с документальным фильмом «Люди с реки По» в 1943 году. В 1950 году он снимает уже свой первый художественный фильм «Хроника одной любви».
В начале 60-х годов Антониони обращает на себя внимание мировой кинообщественности, сняв так называемую «трилогию отчуждения». В нее вошли фильмы: «Приключение», «Ночь» и «Затмение». Трилогия была объединена тематикой и настроением: все три фильма были сделаны в черно-белой гамме, повествовали о красивых и обеспеченных людях, между которыми не рождается ничего, кроме пустоты, которые неспособны на построение отношений. Во всех трех фильмах главную роль сыграла Моника Витти, на долгое время ставшая музой и близким другом Антониони. Фильмы были очень прохладно встречены простыми зрителями, но критики заинтересовались итальянским режиссером, наградив его «Приключение» Гран-при на Каннском кинофестивале.
Вслед за трилогией Антониони создает свой первый цветной фильм - «Красная пустыня». Цветовое решение в этом фильме для режиссера было настолько важно и несло на себе столь сильную смысловую нагрузку, что для необходимого эффекта он искусственно подкрашивал реку, зелень, пески. «Красная пустыня» получила главный приз Венецианского кинофестиваля.
В 1966 году в Великобритании Антониони снимает свой самый коммерчески успешный фильм «Фотоувеличение». Картина понравилась не только зрителям, в Каннах она получила «Золотую Пальмовую ветвь».
В 1970 году уже в США выходит фильм Антониони «Забриски поинт». Картина была
освистана и не понята, но лишь через какое-то время она стала культовой. Также, почти незамеченным, проходит и фильм «Профессия: репортер» с Джеком Николсоном в главной роли. Спустя несколько лет «Профессия: репортер» был признан чуть ли не вершиной творчества режиссера.
В 1985 году у мастера случается инсульт, в результате которого он до конца своих дней остается частично парализован и нем. В 1986 году он женится на актрисе Энрико Фико, впоследствии сыгравшей в двух его картинах. Несмотря на свое плохое физическое состояние, Антониони успевает еще снять несколько картин, самой известной из которых становится «За облаками», она была создана при помощи немецкого режиссера Вима Вендерса.
Антониони умер в возрасте 94 лет, 30 июля 2007 года. По иронии судьбы в этот же день мир потерял Ингмара Бергмана.
