Светлана Антонова родилась 10 декабря 1979 года в Москве. Отец — Сергей Александрович Антонов, военный. Мать — Галина Андреевна Антонова, преподаватель русского языка и литературы. Старшая сестра — Наталия Сергеевна Антонова (род. 12 марта 1974), актриса театра и кино.
В детстве Светлана восемь лет занималась плаванием.После окончания средней школы собиралась пойти по маминым стопам и поступить на филологический факультет педагогического института.
Но удачный пример старшей сестры Наталии, на тот момент заканчивавшей обучение в театральном училище, подстегнул Светлану изменить свои планы. Подготовившись с помощью сестры к вступительным экзаменам, она успешно прошла все туры и поступила в то же самое училище.
В 2001 году окончила актёрский факультет Высшего театрального училища имени Б. В. Щукина (художественный руководитель курса — Юрий Вениаминович Шлыков).Александр Ширвиндт и Светлана Антонова, 17 сентября 2010 года.
С 2001 по 2011 годы — актриса Московского академического театра сатиры.
С февраля по апрель 2004 года — соведущая Михаила Швыдкого в музыкальном телешоу «Песни ХХ века» на телеканале «Россия» .Активно снимается в кино и на телевидении.Личная жизньПервый муж — Олег Владимирович Долин (род. 26 апреля 1981), актёр театра и кино. Является сыном поэта, композитора и исполнителя своих песен Вероники Долиной, а также младшим братом журналиста и кинокритика Антона Долина. Светлана и Олег познакомились во время учёбы в Высшем театральном училище имени Б. В. Щукина. Прожили вместе около одиннадцати лет, после чего развелись.Дочь — Мария (род. 24 июня 2004).Второй муж — Александр Александрович Жигалкин (род. 1 февраля 1968), актёр, режиссёр, сценарист и продюсер.Дочь — Таисия (род. 2012).Сын — Арсений (род. 8 апреля 2016).Светлана Антонова увлекается живописью и фотографией.