Nato nel 1971 da una famiglia di musicisti, Francesco Antonioni ha preso le prime lezioni di composizione a undici anni. Suoi maestri sono stati Raffaele Gervasio, Francesco Valdambrini, Edgar Alandia per la composizione e Pierluigi Camicia per il pianoforte. Dopo aver conseguito con il massimo dei voti i diplomi di conservatorio in entrambe le materie, ha proseguito gli studi musicali con Azio Corghi, nei corsi di perfezionamento dell’Accademia nazionale di Santa Cecilia di Roma. Laureato in Filosofia all’Università La Sapienza, ha studiato composizione e conseguito diversi premi presso il Royal College of Music di Londra, con Julian Anderson, grazie ad una borsa di studio del Regno Unito (Queen Elisabeth the Queen Mother Scholarship).