Italienische Formel-4-Meisterschaft

Im Jahr 2021, nur drei Wochen nach seinem 15. Geburtstag, gab Antonelli sein Debüt in der italienischen F4-Meisterschaft, wo er für Prema auf dem Red Bull Ring fuhr. Er erwischte einen guten Start in die Saison, indem er in seinem ersten Rennen als bester Rookie ins Ziel kam und an diesem Wochenende vier Punkte holte. In der folgenden Rennwoche in Mugello holte der Italiener erneut Punkte, doch sein Durchbruch sollte erst beim letzten Rennen in Monza erfolgen. Antonelli wurde im ersten Rennen nach einem harten Kampf mit dem Meisterschaftsführenden Oliver Bearman Zweiter und krönte das Wochenende mit zwei dritten Plätzen. Insgesamt belegte Antonelli den zehnten Platz in der Gesamtwertung, obwohl er den Großteil der Saison verpasste. Er lag nur sechs Punkte hinter dem Prema-Vollzeitfahrer Conrad Laursen und wurde Vierter in der Rookies-Meisterschaft mit vier Siegen in der Kategorie.

Im Jahr 2022 blieb der Italiener bei Prema, um in der italienischen F4-Serie an der Seite von Charlie Wurz, Conrad Laursen und den Ferrari Academy-Mitgliedern James Wharton und Rafael Câmara zu fahren. Seine Saison begann enttäuschend, als Antonelli beim Saisonauftakt in Imola nach einem Getriebeschaden in Führung liegend fünf Runden vor Schluss aufgeben musste. In Rennen 2 erlitt er einen Schaden am Frontflügel, nachdem er einen Randstein touchiert hatte, und in Rennen 3 wurde er für eine Kollision mit seinem Teamkollegen Wharton bestraft, was ihn vom vierten auf den zehnten Platz zurückwarf.

VAE-Formel-4-Meisterschaft

In Vorbereitung auf seine Hauptkampagne im Jahr 2022 nahm Antonelli an einem Teil der Formel-4-VAE-Meisterschaft teil. Beim Trophy-Rennen im Rahmen des Großen Preises von Abu Dhabi belegte er den dritten Platz. In der Hauptmeisterschaft sollte er ursprünglich nur in der dritten Runde antreten, aber gesundheitliche Probleme von Rafael Câmara führten dazu, dass Antonelli ihn beim Saisonauftakt ersetzte. Dort holte Antonelli drei Siege in Folge, verlor den letzten jedoch aufgrund einer Strafe. Mit einem weiteren Podiumsplatz in Runde 3 belegte Antonelli den achten Platz in der Gesamtwertung, obwohl er mehr als die Hälfte der Saison verpasste.

Deutsche Formel-4-Meisterschaft

Im Jahr 2022 fährt Antonelli parallel zu seinem italienischen F4-Programm in der ADAC-Formel-4-Meisterschaft. Er holte zwei Siege in Runde 1 in Spa-Francorchamps, bevor er Runde 2 in Hockenheim komplett dominierte, wo er alle möglichen Siege, Poles und schnellsten Runden holte.