Антонина Васильева родилась 14 (27 декабря) 1910 года в Санкт-Петербурге.1930 — окончила Ленинградское хореографическое училище (педагог — А. Я. Ваганова).1930—1935 — солистка ЛГАТОБ имени С. М. Кирова.
В том же году дебютировала на сцене театра в партии Тао Хоа.1935—1937 — солистка Одесского театра оперы и балета.1937—1956 — солистка КНАТОБ имени Т. Г. Шевченко.1956—1972 — педагог Киевского хореографического училища.1966—1972 — художественный руководитель Киевского хореографического училища.
С 1989 года жила в Израиле.