Nato ad Acireale nel 1952, Antonio Catania si è diplomato alla Scuola d’Arte Drammatica del Piccolo Teatro di Milano e ha poi partecipato a molte trasmissioni televisive e a numerosi spettacoli teatrali, spesso diretto da Gabriele Salvatores.
Proprio grazie a Salvatores, Catania si è avvicinato al grande schermo e ha debuttato nel 1987 con un ruolo in Kamikazen – Ultima notte a Milano. Ha preso parte poi anche ad alcuni dei film successivi del regista premio Oscar, partecipando nel 1991 a Mediterraneo, nel 1992 a Puerto Escondido e nel 1993 a Sud.
Lo stesso anno Antonio Catania ha recitato anche nel delicato Mille bolle blu di Leone Pompucci e nel 1995 è comparso in Camerieri, sempre diretto da Pompucci.
Si sono susseguiti poi, per Catania, alcuni film particolarmente apprezzati dal pubblico e soprattutto dalla critica, come La classe non è acqua (1996), opera prima di Cecilia Calvi, Vesna va veloce (1996) di Carlo Mazzacurati e Il carniere (1997) di Maurizio Zaccaro.
Le doti interpretative di Antonio Catania si sono evidenziate anche grazie a In barca a vela contromano (1997) di Stefano Reali e al successivo La cena (1998) di Ettore Scola. Nel 1999, Catania è stato il marito di Licia Maglietta sul set dell’ottimo Pane e tulipani di Silvio Soldini e nello stesso anno è apparso anche nel cast di Ormai è fatta!, insieme a Stefano Accorsi e Giovanni Esposito.
Nel 2000 ha interpretato il commissario Lucidi di Qui non è il paradiso e il marito in crisi di Come si fa un Martini, mentre nel 2001 ha ottenuto ottime critiche per la sua interpretazione di Don Saverio Zarbo ne Il consiglio d’Egitto e soprattutto per quella dell’impiegato Adriano, in ospedale insieme a Giovanni Esposito e Franco Javarone, in Ribelli per caso di Vincenzo Terracciano.