Επιτελικός χαφ με εξαιρετική πάσα και υψηλή τεχνική κατάρτιση ο Τζιανκάρλο Αντονιόνι αφιέρωσε όλη σχεδόν την ποδοσφαιρική του ζωή στην Φιορεντίνα και αποτέλεσε είδωλο στις τάξεις των οπαδών των "βιόλα". Έπαιξε ρόλο και το γεγονός ότι το καλοκαίρι του 1978 ο ίδιος πριν καν προλάβει η διοίκηση να πάρει θέση στην εξαιρετικά δελεαστική πρόταση της Γιουβέντους αρνήθηκε χωρίς δεύτερη σκέψη και παρέμεινε στο "Αρτέμιο Φράνκι".
Γεννήθηκε την 1η Απριλίου του 1954 στο Μαρσκιάνο στην περιοχή της Ούμβρια με τον πατέρα του να διατηρεί καφετέρια η οποία ήταν έδρα του τοπικού συνδέσμου φιλάθλων της Μίλαν. Για αυτό και ο μικρός Τζιανκάρλο είχε ως είδωλο τον Τζιάνι Ριβέρα.
Σε πολύ νεαρή ηλικία ξεκίνησε την καριέρα του στην Αστιμακόμπι ομάδα που αγωνιζόταν στην SERIE D. Ύστερα από προτροπή του Νίλς Λίντχολμ ο πρόεδρος της Φιορεντίνα Εγκίστο Παντολφίνι προσέφερε στην ομάδα του το αστρονομικό ποσό των 435 εκατομμυρίων λιρετών και κέρδισε ουσιαστικά την μάχη από την Τορίνο.
Τον Οκτώβριο του 1972 απέναντι στην Βερόνα φόρεσε για πρώτη φορά την "μώβ" φανέλα και η "Corriere Dello Sport" εντυπωσιασμένη από την εμφάνιση του τον χαρακτήρισε ως τον νέο Ριβέρα. Την περίοδο 1974-1975 κατέκτησε τον μοναδικό τίτλο της καριέρας του το Κύπελλο Ιταλίας απέναντι στην Μίλαν και στις 22 Νοεμβρίου του 1981 λίγο έλειψε να χάσει την ζωή του, όταν τραυματίστηκε σοβαρά στο κεφάλι σε σύγκρουση με τον τερματοφύλακα της Τζένοα Σιλβάνο Μαρτίνα.
Γενικότερα οι τραυματισμοί τον ταλαιπώρησαν καθ όλη την διάρκεια της καριέρας του αφού στις 21 Φεβρουαρίου του 1984 σε κόντρα με τον Λούκα Πελεγκρίνι της Σαμπντόρια υπέστη κάταγμα κνήμης και περόνης χάνοντας ουσιαστικά όλη τη σεζόν 1984-1985. Επανήρθε στην δράση τον Νοέμβριο του 1985 και το καλοκαίρι του 1987 αποφάσισε να αποχωρήσει από την Φλωρεντία.
Ύστερα από 429 παιχνίδια ρέκορντμαν συμμετοχών και 72 γκολ αποφάσισε να αγωνιστεί στην Ελβετία και πιο συγκεκριμένα στην Λωζάνη μέχρι και το 1989 έχοντας 51 συμμετοχές και 7 γκολ. Στις 25 Απριλίου του 1989 ανακοίνωσε την απόσυρση του από τους αγωνιστικούς χώρους και στο αποχαιρετιστήριο παιχνίδι του 40.000 παραβρέθηκαν στην έδρα της Φιορεντίνα για να τον αποθεώσουν.
Στις 20 Νοεμβρίου του 1974 στο Ρότερνταμ απέναντι στην Ολλανδία στο πλαίσιο της προκριματικής φάσης του Κυπέλλου Εθνών του 1976 πραγματοποίησε το ντεμπούτο του με την "σκουάντρα ατζούρα". Πήρε μέρος στην τελική φάση του Παγκοσμίου Κυπέλλου του 1978 στην Αργεντινή όπου αγωνίστηκε σε πέντε παιχνίδια.
Ήταν στην αποστολή του Κυπέλλου Εθνών του 1980 στην χώρα του, ενώ ήταν παρών στην κατάκτηση του Παγκοσμίου Κυπέλλου του 1982 στην Ισπανία. Αγωνίστηκε σε όλα τα παιχνίδια μέχρι και τον ημιτελικό με την Πολωνία όπου ένας τραυματισμός του στέρησε την δυνατότητα να συμμετάσχει στον τελικό απέναντι στην Δυτική Γερμανία. Στις 16 Νοεμβρίου του 1983 στην Πράγα απέναντι στην Τσεχοσλοβακία στο πλαίσιο του EURO 1984 πραγματοποίησε την 73η και τελευταία του παρουσία έχοντας πετύχει και 7 γκολ.
Ο Βιτόριο Τσέκι Γκόρι την περίοδο 1992-1993 τον προσέλαβε ως μάνατζερ του συλλόγου την περίοδο που την τεχνική ηγεσία είχε αναλάβει ο Λουτσιάνο Κιαρούτζι όμως δεν κατάφεραν να αποφύγουν τον υποβιβασμό στην SERIE B.
Οκτώ χρόνια αργότερα επανήρθε και πάλι στα διοικητικά ως τεχνικός διευθυντής ήταν αυτός που προχώρησε και την μετεγγραφή του Ρούι Κόστα, θέση την οποία κράτησε μέχρι τον Φεβρουάριο του 2001.
Την 1η Οκτωβρίου του 2005 ανέλαβε ρόλο συντονιστή των σκάουτερ για τις μικρές εθνικές ομάδες, ενώ τον Αύγουστο του 2015 ανέλαβε ρόλο επικεφαλή για την U-21, θέση στην οποία παρέμεινε μέχρι τις 2 Ιανουαρίου του 2017 όταν και ολοκληρώθηκε το συμβόλαιο του με την ομοσπονδία.
Επανήρθε στους κόλπους της Φιορεντίνα και μερικούς μήνες αργότερα τον Ιούνιο του 2017 ανέλαβε χρέη μάνατζερ. Το 2014 στα 60α του γενέθλια, ο αντιδήμαρχος της Φλωρεντίας Ντάριο Ναρντέλα του παρέδωσε τα κλειδιά της πόλης, ενώ η εφημερίδα La Nazzione εξέδωσε βιβλίο για τον Αντονιόνι.
Το 2018 εισήρθε στο ιταλικό ποδοσφαιρικό Hall of Fame στην κατηγορία των βετεράνων.
