Nacque a Firenze, nel 1569, in una casa in piazza Santa Croce, ultimogenito di Antonio e Camilla Barbadori. Battezzato con il nome di Marcello, prese il nome del padre, Antonio, alla morte del genitore (1571).
Abbracciò la vita religiosa tra i frati cappuccini nel 1592: fece il noviziato a Cortona e divenne padre guardiano del convento fiorentino di San Gimignano.
Era fratello di papa Urbano VIII che lo elevò al rango di cardinale nel concistoro del 7 ottobre 1624: accettò la porpora senza entusiasmo e si recò a Roma per ricevere la berretta a piedi, come in pellegrinaggio.
Consacrato vescovo di Senigallia nel 1625, si adoperò per un'intensa azione riformatrice della diocesi e nel 1627 celebrò un sinodo. Richiamato in curia a Roma dal fratello, rinunciò al governo della diocesi non potendo più risiedervi.
Morì l'11 settembre 1646 all'età di 77 anni. Fu sepolto nella Chiesa di Santa Maria Immacolata di Roma, meglio nota come Chiesa dei Cappuccini, del cui ordine fu chierico e di cui fu benefattore.
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