Fils de Georges de Caunes et de Jaqueline Jouber, père de l'actrice Emma de Caunes.C'est à la télévision dans l'émission-culte Les enfants du rock qu'Antoine De Caunes fait ses premières armes. Puis il anime Rapido, un programme hebdomadaire. Il intègre ensuite l'équipe de Canal+ où pendant de nombreuses années, il co-présente, avec Philippe Gildas l'émission quotidienne Nulle part ailleurs.Au cinéma, il débute dans des comédies légères comme Pentimento de Tonie Marshall (1989) et Les Deux papas et la maman (1996) de Smain et Jean-Marc Longval. Puis il enchaîne avec L'Homme est une femme comme les autres (1998) de Jean-Jacques Zilbermann, qui lui permet de tenir un véritable rôle de composition, et Au coeur du mensonge de Claude Chabrol (1999).Il passe à la réalisation en adaptant le roman de Tonino Benacquista, Les Morsures de l'aube (2000). Mais il n'en abandonne pas pour autant le métier de comédien en jouant un rôle à contre-emploi de méchant sanguinaire dans Blanche (2002) de Bernie Bonvoisin. La même année, il réalise son second film autour du mystère de la mort de Napoléon, Monsieur N..
