Писал о кино в журналы Cinema и Bianco e nero. Став одним из теоретиков неореализма, решил перейти от слов к делу — и сам стал снимать фильмы. Выход знаменитой черно-белой «трилогии отчуждения» в 1960-х («Приключение», «Ночь», «Затмение») совпал с распространением в мире философии экзистенциализма: картины представляли кинематографический взгляд на проблему отчуждения и непонимания.
Первый эксперимент с цветом в «Красной пустыне» принес Антониони венецианского «Золотого льва», а «Фотоувеличение» стало первой англоязычной работой мастера и удостоилась «Золотой пальмовой ветви» Каннского фестиваля, а также оказала большое влияние на многих режиссеров (например, Брайан Де Пальма спародировал ее оригинальное название «Blow Up» в своем великом «Blow Out», «Проколе»). Тем не менее следующие англоязычные работы режиссера, чудесные «Забриски-Пойнт» и «Профессия: Репортер», не снискали успеха у критики, хотя впоследствии стали культовыми. В 1985 году Антониони перенес инсульт, после которого смог снять только один фильм с помощью немецкого коллеги Вима Вендерса — «За облаками».