Nacida en 1986, Antonia Thomas se crió en la zona sureste de Londres. Fue elegida para el papel de Alisha Bailey en la exitosa serie de Channel 4 ‘Misfits’ (2009), durante su último año en el Old Vic de Bristol. Comenzó a rodar justo el día en que se graduaba. A lo largo de 2011 apareció en tres series y fue nominada a Mejor Actriz en una Serie Dramática en el festival de televisión de Montecarlo de aquel año. También estuvo nominada al premio a la Estrella Emergente en los Screen Nation 2011. En 2010, Antonia interpretó el personaje de Maddy en la serie de la BBC ‘The Deep’ (2010). En marzo de 2011, Antonia regresó a sus raíces escénicas dando vida a María en YERMA, la obra clásica de Lorca, en el West Yorkshire Playhouse. En febrero del año siguiente, Antonia protagonizó el videoclip de Coldplay Charlie Brown (2012).

Su trabajo más reciente ha sido uno de los papeles principales del nuevo drama de ITV, ‘Homefront’ (2013).

Otras de sus últimas apariciones incluyen el rol protagonista de Eight Minutes Idle (2012), la adaptación cinematográfica de la premiada novela urbana humorística de Matt Thorne, así como uno de los personajes principales de Northern Soul (2013), escrita y dirigida por la galardonada fotógrafa Elaine Constantine, al lado de Steve Coogan y Ricky Tomlinson. Antonia, además, es Lisa en Spike Island (2013) y Nicky en Rearview (2013).