Narodil se 12. září 1910 v Lanžhotě. V roce 1929 maturoval na břeclavském gymnáziu a následně nastoupil jako úředník k brněnskému ředitelství pošt a telegrafů s přidělením na poštovní úřad Břeclav 2. V letech 1932–1934 vy konal vojenskou prezenční službu, po jejímž ukončení se znovu vrátil k poště.
Po okupaci se zapojil do odboje a v březnu 1940, kdy mu hrozilo zatčení, odešel se svým mladším bratrem za hranice. Přes Balkán a libanonský Bejrút se dostali do jižní Francie, kde vstoupili do řad čs. zahraniční armády. Brzy se k nim připojil i jejich otec, který též uprchl z protektorátu. Jako vojín 2. čs. pěšího pluku se Antonín Bartoš zúčastnil ústupových bojů ve Francii a po jejím pádu se mu podařilo dostat do Velké Británie. V létě 1941 se dobrovolně při hlásil k plnění úkolů v týlu nepřítele. V srpnu 1943 byl pověřen velením výsadkové skupiny s krycím označením CLAY.
Dne 13. dubna 1944 skupina ve složení Antonín Bartoš, Jiří Štokman a Čestmír Šikola seskočila poblíž obce Hostišov v holešovském okrese. Úspěšně se uchytili v ilegalitě a koncem měsíce navázali rádiové spojení s Londýnem.
CLAY se během svého ročního působení v ilegalitě stal jednou z nejúspěšnějších výsadkových operací.
Na východní a jihovýchodní Moravě se jim podařilo vybudovat ilegální organizaci s více než čtyřmi stovkami spolupracovníků. Již během války si Bartoš „vysloužil“ nenávist komunistů, když Londýn v jedné z depeší v listopadu 1944 varoval před nebezpečím posilování vlivu KSČ a Sovětského svazu. Dokázal tak jasně pojmenovat to, co si mnozí z demokratických politiků na Západě nebyli schopní připustit.
V říjnu 1945 se stal poslancem Prozatímního a v květnu 1946 i Ústavodárného národního shromáždění. V parlamentu patřil k nejvýraznějším odpůrcům nastupující totality. Po komunistickém převratu byl zatčen, ale podařilo se mu uprchnout a koncem února 1948 znovu odešel za hranice, kde se poté podílel na politických i zpravodajských aktivitách čs. exilu. Od roku 1952 žil v USA. Zde založil Svaz československých důstojníků v exilu, pracoval v Radě svobodného Československa a dalších exilových organizacích. Zemřel 13. prosince 1998 v New Yorku.