Născut la Milano, Giovanni Antonini a studiat la Școala Civică de Muzică și la Centrul de Muzică Veche din Geneva. Este membru fondator al ansamblului baroc Il Giardino Armonico, pe care îl conduce din 1989. Împreună cu acest ansamblu a apărut ca dirijor și solist la blockflöte și flaut traversier baroc în Europa, Statele Unite, Canada, America de Sud, Australia, Japonia și Malaezia. Este director artistic al Festivalului Wratislavia Cantans din Polonia și dirijor invitat principal al Orchestrei Mozarteum și al Orchestrei de Cameră din Basel. 

A cântat cu numeroși artiști de prestigiu, printre care Cecilia Bartoli, Kristian Bezuidenhout, Giuliano Carmignola, Isabelle Faust, Sol Gabetta, Sumi Jo, Viktoria Mullova, Katia și Marielle Labèque, Emmanuel Pahud și Giovanni Sollima. Renumit pentru interpretarea sa rafinată și inovatoare a repertoriului clasic și baroc, Antonini este, de asemenea, un invitat regulat al Filarmonicii din Berlin, Orchestrei Concertgebouw, Orchestrei Tonhalle, Orchestrei Mozarteum, Orchestrei Gewandhaus din Leipzig, Orchestrei Simfonice din Londra și Orchestrei Simfonice din Chicago. 

Printre producțiile sale de operă se numără Giulio Cesare in Egitto de Haendel și Norma de Bellini cu Cecilia Bartoli la Festivalul de la Salzburg. În 2018 a dirijat Orlando la Theater an der Wien și s-a întors la Opera din Zurich pentru Idomeneo. În 2019 a dirijat Guilio Cesare pentru La Scala și s-a întors acolo în 2021 pentru Così fan tutte. De asemenea, a revenit la Theater an der Wien în 2021 cu Rappresentatione di Anima, et di Corpo de Cavalieri. În stagiunea 22-23, revine la Orchestra Simfonică din Bamberg pentru Die Schöpfung de Haydn, Orchestra Simfonică Germană din Berlin pentru Werther de Pugnani, Filarmonica Cehă și Orchestra Simfonică din Chicago. 

Cu Il Giardino Armonico Antonini a înregistrat numeroase CD-uri cu lucrări instrumentale de Vivaldi, J.S. Bach (Concertele Brandenburgice), Biber și Locke pentru Teldec. Cu Naïve a înregistrat opera Ottone in Villa de Vivaldi, iar pentru Decca a înregistrat 2 volume cu Julia Lezhneva. Cu Alpha Classics (Outhere Music Group) a lansat diverse albume, inclusiv „La Morte della Ragione”; explorând interesul său pentru muzica renascentistă prin intermediul unor colecții de muzică instrumentală din secolele XVI și XVII. Cu Orchestra de Cameră din Basel a înregistrat integrala Simfoniilor de Beethoven pentru Sony Classical și un disc de concerte pentru flaut cu Emmanuel Pahud intitulat „Revolution” pentru Warner Classics. 

Antonini este directorul artistic al proiectului Haydn2032, creat pentru a realiza viziunea sa de a înregistra și interpreta cu Il Giardino Armonico și Orchestra de Cameră din Basel integrala simfoniilor lui Joseph Haydn până la împlinirea a 300 de ani de la nașterea compozitorului. Primele treisprezece volume au fost lansate la casa de discuri Alpha Classics, urmând ca alte două volume să fie lansate în fiecare an.