Começou seus estudos musicais em 1958 e em 1960 ingressou na Escola Nacional de Música da Universidade do Brasil (atual UFRJ), onde se formou em violino, composição e regência.

Em 1961 se destacou como precursor, no Brasil, da música eletrônica, ao mesmo tempo em que ingressava no curso de Física da Faculdade Nacional de Filosofia (FNFi). Em 1969-1970 realizou estudos pós-graduados em composição no Instituto Torcuato Di Tella de Buenos Aires, sob a orientação de Alberto Ginastera, Luis de Pablo, Eric Salzman, Umberto Eco, Francisco Kröpfl e Gerardo Gandini. Em 1970 ele continuou suas pesquisas no Instituto de Sonologia da Universidade de Utrecht, com uma bolsa do governo holandês, e em 1971/73 ele ganhou uma bolsa do governo francês para um curso de aperfeiçoamento no Groupe de Recherches Musicales de l’ORTF, onde atuou como compositor-estagiário sob a orientação de Pierre Schaeffer, Guy Reibel e François Bayle. Concluiu, em 1997, o Doutorado em Estética Musical na Université de Paris VIII, tendo Daniel Charles como orientador.

Em junho de 1973 Antunes ingressou no corpo docente da Universidade de Brasília. Aposentou-se em 2011 após 37 anos de trabalho docente, ministrando as disciplinas Composição Musical, Acústica Musical e Contraponto e Fuga.

Suas óperas têm alcançado grande sucesso internacional. Um de seus mais importantes trabalhos na área, a ópera Olga, teve sua estreia europeia em 2019 na Ópera Baltyka Gdansk, Polônia, com grande sucesso. Novas récitas na Polônia foram realizadas em 2021 em streamming, em razão da pandemia. Essa ópera foi estreada em 2006 no Theatro Municipal de São Paulo em cinco récitas, e em Brasília, em 2013, em três récitas, no Teatro Nacional. Com o Prêmio Icatu de Artes 2020 compôs a ópera Leopoldina, ainda inédita.