Hijo de un vidriero de nombre Michele, documentado en Murano desde finales del siglo XV, lo primero que se conoce de su biografía es su firma en la tabla central de un retablo conservado en la Basílica Eufrásica de Parenzo, fechado en 1440.[3]
Ya en 1441 aparece asociado con Giovanni d'Alemagna, «magister Johannes Tethonicus», en la pintura del políptico de San Jerónimo para la iglesia de San Esteban de Venecia (actualmente en el Kunsthistorisches Museum de Viena), iniciándose una colaboración que se alargará por espacio de poco máas de una década.[3]
En 1448 Antonio firmó un contrato para decorar junto a su cuñado la mitad de la capilla Ovetari en la iglesia de los Eremitas de Padua. La otra mitad fue encomendada a Andrea Mantegna y Niccolò Pizzolo. Mientras los muraneses realizaron su parte dentro de su tradicional estilo tardogótico, sus colegas más jóvenes se afanaron en conseguir una obra llena de referencias clasicistas y estudios de perspectiva, que anunciaban una nueva manera de pintar. La confrontación de ambas escuelas fue importante para los Vivarini, que introdujeron algunas de las novedades en su estilo, tímidamente Antonio, pero de una manera más evidente su hermano menor Bartolomeo.
A la muerte de Giovanni (1450), vuelve definitivamente a Venecia, donde realiza una serie de obras influidas por su experiencia paduana. Sin embargo, al final de su carrera, parece haber pasado un período de crisis, pues sus figuras se vuelven más duras, tal vez intentando emular la claridad de diseño de Mantegna, pero perdiendo en el camino la elegancia gótica.
Tres de sus obras principales son la Virgen en trono con los cuatro doctores de la Iglesia, Coronación de la Virgen y San Pedro y Jerónimo. Las dos primeras se conservan en la Academia de Venecia, mientras que la segunda se encuentra en la National Gallery de Londres.
Hijo suyo sería el a la postre más célebre pintor de la familia, Alvise Vivarini.
Políptico de Santa Sabina (1443, San Zaccaria, Venecia)
Coronación de la Virgen (1444, San Pantaleone, Venecia), con Giovanni d'Alemagna.
Tríptico de San Moisè de Venecia (1443, desmembrado, el panel central conservado en la iglesia de San Tomás Canturiense de Padua, el resto en Londres, National Gallery)
Adoración de los Reyes Magos (1445-47, Staatliche Museen, Berlín)
Tríptico de la Virgen entronizada con los cuatro padres de la Iglesia (1446, Galería de la Academia de Venecia)