Filho de Alexandre-Edmond, Antoine nasceu em Paris a 15 de Dezembro de 1852 e morreu a 25 de Agosto de 1908 em Croisic, na Bretanha.

Estudou na École Polytechnique e era "engenheiro de pontes e calçadas". Ensinou Física na École Polytechnique e no Museu Nacional de História Natural. Continuou os trabalhos dos seus pai e avô, descobrindo em 1896 a radioactividade dos sais de urânio. Esta importantíssima descoberta valeu-lhe a atribuição do Prémio Nobel da Física em 1903, juntamente com o casal Pierre e Marie Curie.

Foi membro da Academia das Ciências Francesa.