Nacido en Milán, Giovanni Antonini estudió en la Civica Scuola di Musica y el Centre de Musique Ancienne en Ginebra.
Es miembro fundador del ensemble barroco Il Giardino Armonico, que dirige desde 1989. Con este ensemble ha actuado como director y solista de flauta y flauta travesera barroca en Europa, Estados Unidos, Canadá, Sudamérica, Australia, Japón y Malasia.
Antonini ha actuado con destacados artistas como Cecilia Bartoli, Isabelle Faust, Viktoria Mullova, Giuliano Carmignola, Giovanni Sollima, Sol Gabetta, Katia y Marielle Labèque y Kristian Bezuidenhout.
Apreciado por su refinada e innovadora lectura del repertorio clásico y barroco, es un director invitado muy demandado por numerosas orquestas de primer nivel. Es un invitado habitual de Filarmónica de Berlín, Concertgebouw en Ámsterdam, Tonhalle en Zúrich, Mozarteum en Salzburgo, Orquesta Nacional de España, Gewandhaus de Leipzig y Orquesta de Cámara de Basilea. Además, ha sido invitado a Teatro de la Scala, donde dirigió Alcina (2009) y al Festival de Salzburgo, con Giulio Cesare in Egitto (2012) y Norma (2013 y 2015). En la Ópera de Zúrich dirigió Alcina (2014 y 2016), Las bodas de Fígaro (2016) y dirigirá Idomeo, re di Creta (2018).
Giovanni Antonini ha grabado numerosos CD con Il Giardino Armonico, como las obras instrumentales de Vivaldi (incluyendo Las cuatro estaciones); Conciertos de Brandenburgo de J. S. Bach; Biber y Locke, y compositores italianos de los siglos xvii y xviii con Teldec. Con Naïve grabó la ópera de Vivaldi Ottone in Villa, y en los últimos años ha grabado con Il Giardino Armonico para Decca, Harmonia Mundi y Alpha Classics (Outhere Music Group), muchas veces con la participación de destacados solistas.
En 2013 grabó Norma de Bellini para Decca Classics. Con la Orquesta de Cámara de Basilea está grabando las sinfonías completas de Beethoven, las primeras ocho de las cuales ya se han publicado con Sony BMG.
Desde septiembre de 2013 Antonini es director artístico del Festival Internacional Wratislavia Cantans en Breslavia (Polonia), donde recibió el Premio Musical Wrocław (en la categoría de música clásica) por sus grandes creaciones artísticas en 2014.
Giovanni Antonini es director artístico y musical del prestigioso proyecto Haydn2032, cuyo fin es grabar todas las sinfonías de J. F. Haydn con il Giardino Armonico y la Orquesta de Cámara de Basilea. Los primeros cuatro discos han sido grabados con il Giardino Armonico: La Passione (noviembre de 2014), Il Filosofo (mayo de 2015), Solo e Pensoso (agosto de 2016) e Il Distratto (marzo de 2017); el quinto disco, L’Homme de Génie, el primero con la Orquesta de Cámara de Basilea, será publicado este año. Todos los discos han sido grabados con Alpha Classics.