Antoine Gallimard est chargé en 1988 par son père de prendre les rênes du groupe d'édition[1] d'où le fils aîné de la famille, Christian Gallimard, dauphin désigné, est parti en désaccord profond avec son père, en 1984[2],[6],[7]. Malgré sa jeunesse et son relatif manque d'expérience, Antoine Gallimard (qui avait pensé devenir professeur de philosophie et que son père avait orienté de force vers la faculté de droit, à Assas), s'impose et réussit à faire sortir les éditions Gallimard du conflit familial où elles avaient failli sombrer[3].
En 2000, après avoir envisagé de racheter la société d'édition électronique Bibliopolis, il met brusquement fin à ce projet[8].
Le , Antoine Gallimard peut annoncer que lui et ses proches – associés dans la holding Madrigall – détiennent désormais 98 % du capital de l'entreprise familiale, à la suite du rachat des parts d'actionnaires minoritaires.
En , dans un entretien accordé à Télérama, il s'explique sur l'état de la maison Gallimard, cent ans après sa création :
« Depuis l'an 2000, nous traversons effectivement une phase heureuse. C'est une respiration. Le moteur, pour moi, c'est que Gallimard demeure une maison qui sache attirer des auteurs, les convaincre de venir, une maison qui reçoit des prix littéraires mais qui est aussi capable de s'en passer. Nous pouvons connaître de la même façon des moments difficiles, et je m'y prépare en permanence. On ne peut rien prévoir. Sauf à faire le contraire de son métier. Constater, par exemple : tiens, en ce moment, ce sont les vampires qui marchent, alors je vais commander une série à tel auteur…[3] »
Quant à cette « envie d'écrire », il précise : « J’ai eu la chance d’arriver à la tête de Gallimard à une époque où le marché du livre était favorable. C’étaient les Trente Glorieuses de l’édition. On assistait à une progression énorme du secteur jeunesse et du poche, et on conservait encore un noyau dur de grands lecteurs. Aujourd’hui, tout cela est mis en cause. Le marché du poche s’est légèrement rétracté, la vitalité du secteur jeunesse dépend de grands succès commerciaux tels que les séries Harry Potter ou Twilight[3]. »
Laure (née en 1983) ; directrice de la recherche et du développement de Gallimard, elle pilote Synoptico, la filiale maison de production audiovisuelle[9].
Margot (née en 1988), vidéaste ; depuis janvier 2021, elle dirige la collection « L'imaginaire », fondée en 1977 par son père[9].
Louise (née en 2002), qu'il a eue avec sa compagne Juliette Leygues[10].
Le 7 mars 2020, Antoine Gallimard épouse Juliette Leygues à la mairie de Pressagny-l'Orgueilleux (Eure)[11].