Antinori ศึกษาด้านการแพทย์ที่มหาวิทยาลัยแห่งกรุงโรม จบการศึกษาในปี พ.ศ. 2515 จากนั้นทำงานต่อที่มหาวิทยาลัยโดยเชี่ยวชาญด้านระบบทางเดินอาหาร ในปี พ.ศ. 2516-2517 ต่อมาในทศวรรษที่ 1970 เขาได้เปลี่ยนความชำนาญพิเศษไปที่สูติศาสตร์และนรีเวชวิทยา โดยทำงานที่โรงพยาบาลและสถาบันหลายแห่งในอิตาลี และในที่สุดก็ก่อตั้งคลินิกของตัวเองในกรุงโรม ในปี พ.ศ. 2530 Antinori ได้ก่อตั้งสถาบันวิจัยที่เกี่ยวข้องระหว่างประเทศเพื่อการสืบพันธุ์ของมนุษย์ (RAPRUI) ในกรุงโรม สุขภาพดี ซึ่งเขาได้ทดลองใช้การฉีดสเปิร์มภายในเซลล์ (ICSI) ซึ่งเป็นกระบวนการที่สเปิร์มถูกฉีดเข้าไปในไข่โดยตรงเพื่อพยายามหลีกเลี่ยงสาเหตุบางประการของ ภาวะมีบุตรยาก ในปี พ.ศ. 2532 เขาได้ประกาศความสำเร็จครั้งแรกในการฝังไข่ที่ปฏิสนธิโดยใช้เด็กหลอดแก้วให้กับผู้ป่วยวัยหมดระดู