В 1816 году Александр тайно оставил мир, удалившись в рославльские леса, где подвизался его старший брат Тимофей (впоследствии преподобный Моисей Оптинский), и 15 января 1816 года стал послушником. Александр ревностно исполнял различные послушания: был будильщиком братии, рубил дрова, трудился на огороде, ежедневно вместе с братом вычитывал всю церковную службу. Из благоговения стоя переписывал полууставом творения святых отцов. В 1820 году, в праздник Сретения Господня, юноша был пострижен в монашество с именем Антоний в честь преподобного Антония Великого. Его восприемником при постриге и духовным отцом стал старший брат, преподобный Моисей, к которому всю жизнь Антоний сохранял послушание и почтительность.

В 1821 году преподобный Моисей был назначен настоятелем скита, созданного при Оптиной пустыни, по благословению епископа Калужского Филарета (впоследствии митрополита Киевского). Антоний вместе с братом принимал участие в строительстве скита, и в 1822 году был определен в число его братии. Место было выбрано к востоку от монастыря в густом лесу. Очистив от леса участок, пустынники построили небольшую келию и соорудили церковь во имя святого Иоанна, Предтечи Господня, а затем стали строить и братские корпуса.
В 1825 году, после назначения преподобного Моисея настоятелем Оптиной пустыни, преподобный Антоний был определен начальником скита. В новоустроенный безмолвный скит с разных сторон стали стекаться мудрые в монашеской жизни и крепкие в духовных подвигах отцы. В 1823 году преподобный Антоний был рукоположен во иеродиакона, а в 1827 году в иеромонаха.

Оптиной пустыни в скитском братстве не было такого смиренного послушника, каким был молодой скитоначальник Антоний, который ни малейшего распоряжения не делал без благословения своего старца и брата – преподобного Моисея. В сохранившихся его помянниках мы читаем: "Помяни, Господи, господина моего, духовного отца и благодетеля, всечестнейшего игумена Моисея". Скитская братия состояла главным образом из почтенных старцев, и какой кротостью, и каким тактом надо было обладать молодому начальнику, чтобы не иметь ни с кем недоразумений. Ввиду малочисленности братства сам начальник исполнял многие братские послушания. Часто доводилось ему оставаться без келейника, который исполнял обязанности то повара, то садовника, то хлебопека. "Как самый бедный бобыль, – писал старец Антоний в 1832 году одному родственнику, – живу в келье один: сам и за водой, сам и за дровами... Чином священства почтенных теперь у нас в скиту собралось пять человек, но все они престарелы и многонемощны, почему и тяготу служения за всех несу один".

скитской церкви было заведено непрерывное чтение Псалтири, отец Антоний читал часы наряду с братией, а также в то время, когда вся братия отдыхала. Преподобный Антоний и преподобный Моисей всемерно содействовали развитию в Оптиной пустыни старчества.В 1836 году у отца Антония от утомительных трудов открылась тяжелая болезнь ног, которая причиняла ему жестокие страдания до самой кончины. Ноги его до колен были покрыты ранами и порой сильно истекали кровью. Сокровенным монашеским подвигом преподобного Антония было несение через всю жизнь этого креста тяжелого, продолжительного недуга.

Многие, видя всегда светлое его лицо и слыша его оживленную беседу, не понимали, какой страдалец находится перед ними. Как великий любитель безмолвия преподобный Антоний желал уединенной жизни, проводимой в молитвенных трудах, чтении и богомыслии. Но его духовные дарования привлекали к нему множество посетителей, желающих принять благословение и духовное назидание. Были основательные причины утверждать, что преподобный Антоний имел великое дерзновение в молитве к Богу, и сподоблялся духовных видений и других благодатных посещений.

Преподобный Антоний пробыл начальником скита четырнадцать лет, когда в 1839 году, епископ Калужский Николай назначил его настоятелем Малоярославецкого Николаевского монастыря. Отцу Антонию было крайне тяжело расставаться с созданным его трудами уединенным Оптинским скитом, где его окружала всеобщая любовь, со своим братом, который был его старцем. Начальствование в чуждых ему условиях жизни являлось для него тягчайшим и величайшим крестом. "Однажды, – пишет он, – сильно "уны во мне дух мой", и, воздремавшись, вижу в тонком сне лик отцов, и один из них, якобы первосвятитель, благословляя меня, сказал: "Ведь ты был в раю, знаешь его, а теперь трудись, молись и не ленись!" И вдруг, проснувшись, ощущаю в себе некое успокоение. Господи! Даруй мне конец благий!"

Преподобный Антоний управлял монастырем, зачастую оставаясь прикованным к постели, однако был вынужден сам ездить в Москву на сбор пожертвований в пользу обители. Стараниями отца Антония был освящен Преображенский придельный храм, закончен и освящен Никольский храм монастыря. В 1845 году за труды на благо обители преподобный Антоний был награжден золотым наперсным крестом. Он пользовался любовью и уважением святителя Филарета (Дроздова), митрополита Московского, который часто приглашал его к сослужению.

Отец Антоний неоднократно просил уволить его на покой, но лишь в 1853 году, по ходатайству святителя Филарета, эта просьба была выполнена, и преподобный Антоний вернулся в скит Оптиной пустыни, где прожил еще двенадцать лет.
В течение этого времени он жил в Оптиной пустыни как лицо, находящееся на покое, и не вмешивался во внутренние дела монастыря и скита и даже избегал давать советы. Только утешал в скорбях приходивших к нему.
Несмотря на ухудшение здоровья, преподобный Антоний посещал все церковные службы и неукоснительно совершал келейное правило, посвящая свободное время чтению творений святых отцов. Был неустанным молитвенником и строгим постником. Невзирая на любовь к уединению, старец никогда не отказывал приходящим к нему за духовной помощью и советом, однако на исповедь принимал в исключительных случаях, число его постоянных духовных детей было ограничено. Как духовник, преподобный Антоний, был снисходителен к человеческим немощам; успокаивая, а не обличая людей, он незаметно приводил их к искреннему покаянию. Он обладал необыкновенным красноречием - случалось, что в течение одной беседы со старцем человек духовно перерождался.

От духовных детей преподобный Антоний получал много писем, на которые всегда отвечал сам, несмотря на болезнь. После кончины удалось собрать и издать сборник его писем к этим лицам. "Письма эти, – говорит его жизнеописатель, – отличались тем же естественным красноречием и сладкоречием, тою же назидательностью и своеобразной выразительностью и силою. Слог его совершенно особенный, свойственный одному старцу Антонию. В них ясно отпечатлелись все высокие душевные свойства любвеобильного старца. Читая их, как будто слышишь самую его беседу". Преподобный Антоний обладал даром прозорливости и часто, не ожидая получения писем, писал утешения и наставления.

Кончина преподобного Моисея в 1862 году стала для отца Антония тяжелой потерей. Сорок дней он провел в затворе, читая Псалтирь по новопреставленному, затем прожил год в уединении и непрестанной молитве.