Gegen Ende des 19. Jahrhunderts erlebte die Stadt Düsseldorf ein starkes Wachstum. Die Gemeinde St. Peter war nach ihrer Gründung 1891 auf 21.000 Katholiken angewachsen, und es stellte sich die Frage nach einer Aufteilung der Pfarre und der Errichtung einer neuen Kirche; der Kirchenvorstand von St. Peter beschloss die Gründung von St. Antonius. 1904 wurden der Architekt Wilhelm Sültenfuß und sein Sohn Paul mit dem Entwurf und Bau der Kirche beauftragt. Sie entwarfen den Neubau im spätromanischen Stil als dreischiffiges Gebäude mit Querschnittfassade, Langhaus, Querschiff und Chorhaus mit Chorkapellen nach basilikalem Schema. Die Kirche erhielt einen Turm, der einen hohen spitzen Turmhelm besaß.
1905 erfolgte der erste Spatenstich und am 21. Oktober 1906 wurde der Grundstein gelegt. Am 13. Juni 1909, nach knapp vierjähriger Bauzeit, am Fest des Heiligen Antonius von Padua, wurde die Kirche eingesegnet. Am 10. Oktober des gleichen Jahres wurde die Kirche vom damaligen Kölner Kardinal konsekriert.
1912 erhielt die Kirche ihre fünf Glocken, gegossen von der Firma Otto in Hemeligen/Bremen. Die größte Glocke, Antonius, hat ein Gewicht von 68 Zentnern, die vier kleineren, benannt nach der Gottesmutter Maria, dem Heiligen Josef dem Heiligen Petrus und dem Düsseldorfer Stadtpatron St. Apollinaris, wiegen zusammen 100 Zentner. Wegen ihrer Klangschönheit wurden diese Glocken während des ersten Weltkrieges von der Beschlagnahme befreit.
1914 wurde der „seelsorgerische Bezirk St. Antonius in der Pfarre St. Peter“ zur selbständigen Pfarre St. Antonius erhoben.
Den ersten Weltkrieg 1914 — 1918 hat die St. Antoniuskirche im Wesentlichen unbeschädigt überstanden, aber es gab viele Tote aus der Gemeinde zu beklagen.
1942 wurden die vier größeren Glocken beschlagnahmt, sie sollten als „kriegswichtiges Material“ eingeschmolzen werden. Das Geläut aller 5 Glocken war bereits am 30.06.1940 auf Schallplatten aufgenommen worden, um es der Nachwelt zu erhalten. Am 12. und 13. Juni 1943 wurde die Kirche durch eine Luftmine und Brandbomben stark zerstört. Dachstuhl, Gewölbe, Fenster und die Sakristei wurden ein Opfer des Luftdrucks und der Flammen. Am 3. Oktober 1943 zerstörte ein erneuter Angriff die Kirche fast vollständig. Turmhelm und Orgel brannten ab. Ende 1945 konnte das rechte Seitenschiff wieder für den Gottesdienst genutzt werden.
Im März 1947 wurde mit dem Wiederaufbau begonnen. Am 26. September 1949 kehrten die 4 beschlagnahmten Glocken wieder zurück. Sie waren nicht mehr eingeschmolzen worden und hatten das Kriegsende im südlichen Harz überlebt. Nach Vollendung des Turms - allerdings ohne Helm - und Wiedererrichtung des Glockenstuhls konnten die Glocken am 28. Juni 1950 wieder erklingen. Am 22. Dezember 1954 war der Wiederaufbau vollendet.
1956 wurde der Auftrag für eine neue Orgel an die Firma Krell, Duderstadt, vergeben. Sie wurde am 13. Juni, dem Patrozinium, eingeweiht und glich im Prospekt und in der Disposition der im Krieg zerstörten Orgel.
1958 wurde die Genehmigung für den seit 1926 geplanten Bau des Pfarrheims und des Kindergartens erteilt und 1959 konnte der Bau eingeweiht werden.
1964 bis 1967 wurde der Kircheninnenraum durch Walter Nitsch nach den Anweisungen des II. Vatikanischen Konzils neu gestaltet, z.B. wurde der Altar in die Mitte der Vierung vorgezogen. 1968 erhielt die Kirche am Haupteingang ein neues Portal.
Im Mai/Juni 1983 wurden notwendige Renovierungsarbeiten an St. Antonius vom Generalvikariat Köln genehmigt und sofort begonnen. Unter Architekten Paul Maier-Lamers und seiner Tochter Beatrix Maier-Lamers wurde die Kirche restauriert und neu gestaltet.
Am 9. November 1983 wird die Kirche als ein „ortsbildprägendes Gebäude“ unter Denkmalschutz gestellt.
1997 begannen die mehrjährigen Instandsetzungsarbeiten; sie wurden in zwei Bauabschnitten durchgeführt, damit die Gottesdienste in der Kirche weiterhin stattfinden konnten. Das beim Bau der Kirche verarbeitete Material ist kalkgebundener Bimsstein. Dieser war u. a. im Langhaus, der Vierung und im Querhaus unter der Mörtelschale durch Kriegseinwirkungen geschädigt. Das Gewölbe wurde durch ein chemisches Spezialtränkungsverfahren saniert und gefestigt. Die übrigen Gewölbeflächen mussten aus statischen Gründen aus zementgebundenen Bimssteinen erneuert werden. Dabei wurden im Hauptschiff, im Chor, in der gesamten Apsis und in den beiden Querschiffen Edelstahlzuganker eingesetzt. 90 % der gesamten Putzflächen wurden erneuert. Unterhalb der Orgel und im Raum der Stille wurde im Sockelbereich ein Sanierputzsystem aufgebracht. Im Chorbereich wurden die sechs kleinen Chorfenster wieder freigelegt. Hier und in den beiden großen runden Obergarden-Fenstern über der Orgelempore, links vom Tabernakel und rechts im Langschiff sind weitere neue Prismenfenster nach den Entwürfen des Künstlers Dieter Hartmann von der Firma Glasmalerei Derix in Kevelaer gefertigt und eingesetzt worden. Im Laufe der Zeit sollen auch die übrigen Fenster entsprechend erneuert werden.
Parallel zu den Instandsetzungsarbeiten führte der Dipl.-Restaurator Thomas Lehmkuhl restauratorische Maßnahmen an den bildhauerisch, künstlerisch reich gestalteten Kapitellen, Gesimsen usw. durch. Der alte Anstrich auf Kunststoffbasis wurde entfernt. Beschädigungen und Fehlstellen wurden mit artgleichem Steinmaterial wieder hergestellt. Die malerische Gesamtgestaltung des Kirchenraumes geschah ebenfalls unter der künstlerischen Leitung von Dieter Hartmann und erfolgte durch die Firmen Fridolin Adam und Lehmkuhl. Während der Innensanierung wurde unterhalb der Orgelempore zum Raum der Stille hin eine reich gestaltete Sandsteinsäule mit Base und Kapitell und alter Farbgebung gefunden und freigelegt.
Am 6.4.2003, Passionssonntag, nach 20 Jahren Renovierung, wurde die Kirche in Anwesenheit von Weihbischof Hofmann wieder eröffnet.