Architetto tra i più influenti della seconda metà dell’Ottocento in Italia, dopo gli studi a Torino (ma anche a Milano e Roma, dove conosce sul campo l’architettura classica) inizia a lavorare presso lo studio di Ferdinando Bonsignore. Nella capitale sabauda Antonelli conferma la committenza (già acquisita nella natia Novara) della borghesia delle professioni e degli affari: a questo ambito sono riferiti alcuni edifici residenziali posti ai limiti del centro urbano, di cui il maggiore esempio è la casa del 1853 detta “delle Colonne” per l’orditura di colonne doriche sui cinque piani della facciata. Proprio in questo edificio giunge a estrema raffinatezza la struttura portante a fulcri isolati (il cosiddetto “sistema antonelliano”) che consente la sostituzione dei muri portanti con un reticolo strutturale laterizio; le tecnologie tradizionali della pietra e soprattutto del mattone, cui Antonelli rimarrà sempre fedele, saranno poi piegate, nel pieno dell’età del ferro, a soluzioni di estremo virtuosismo, culminate, dopo l’esperienza della Cupola di San Gaudenzio a Novara, nella spinta verticale della Mole Antonelliana. L’adesione al liberalismo moderato (fu Consigliere comunale dal 1848 fino alla morte, oltre che deputato al Parlamento subalpino), congiunta all’applicazione delle conoscenze di cantiere e alle capacità imprenditoriali, trovano piena manifestazione nell’impegno in campo urbanistico, con la redazione di piani per la città di Torino, e in particolare per l’allora periferico borgo di Vanchiglia, “luogo antonelliano” per eccellenza: successivi piani, fino al definitivo del 1846, oltre a numerose case “da reddito” di grande compostezza nelle facciate e di altrettanto ricercata flessibilità interna, compreso il sapiente sfruttamento intensivo degli spazi commerciali a livello stradale. Proprio nell’area, lungo il corso San Maurizio, sorge la casa Antonelli (1846), ardita dissimulazione di livelli sovrapposti in un prospetto apparentemente tradizionale; poco oltre, è la notissima “Fetta di Polenta” (1881). Al figlio Costanzo (e in parte all’allievo prediletto Crescentino Caselli) il compito di seguire i cantieri ancora ttivi dopo la morte del padre.