Родился в с. Батурино Шадринского уезда в семье священника священником. Детство и юность провел, как все дети духовных лиц того времени: учился в далматовских духовных приходском и уездном училищах (в 1825-1830 годах), в Пермской (1830-1836 гг.) и Екатеринославской (1836-1839 гг.) духовных семинариях. В последнюю он перешел благодаря влиянию своего дяди, в том же 1836 г. назначенного ректором Екатеринославской духовной семинарии, где Андрей Капустин и кончил курс в 1839 г.
С 1846 г. его дядя был назначен викарием Пермской епархии, епископом Екатеринбургским с именем Иона (из той же фамилии Капустиных), где и служил викарным архиереем до 1859 года. Его племянник Андрей по окончании семинарии поступил в Киевскую духовную академию, которую закончил в 1843 г. со степенью магистра, после чего был назначен сначала преподавателем, впоследствии помощником инспектора академии. В 1845 г. А.И. Капустин был пострижен с именем Антонина в монахи. В 1850 г. Антонин получил назначение настоятелем при русской посольской церкви в Афинах, где служил 10 лет и был в 1853 г. возведен в сан архимандрита.
К этому времени относятся его публикации об археологии и истории Востока в журнале Киевской академии «Воскресное чтение», издание книги «Древнехристианские надписи в Афинах». В 1854 г. автор посетил родную Пермскую губернию, а в 1857 голу впервые увидел Иерусалим, описав это в книге «Пять дней (сентябрь) на Св. земле». В 1860 г. Антонин был переведен к посольской церкви в Константинополь. В 1863 г. по поручению Священного Синода ездил на Афон, а в 1865 г. в Румелию, Македонию, Фессалию до Адриатического моря, описав своё путешествие в книге «По Румелии». В 1865 г. Антонин был назначен настоятелем русской духовной миссии в Иерусалиме, где и оставался до конца жизни.
На этой должности Антонину приходилось отстаивать русские интересы в обстановке конкуренции с другими церквями. Он приобретал земли в собственность Русской церкви, построил несколько церквей и разных сооружений для школ, больницы и т.п.
Архимандрит Антонин умер в Иерусалиме на 77-м году жизни.