V.Antanavičius gimė 1936 m. gegužės 2 d. Kušlikiuose, Šakių apsk.
1956–1962 m. studijavo tuometiniame Dailės institute Vilniuje. Nuo 1962 m. dėstė M.K.Čiurlionio menų gimnazijoje, nuo 1988 m. ir Vilniaus dailės akademijoje. Nuo 1964 m. yra Lietuvos dailininkų sąjungos narys.
Atsisveikinimas su velioniu laidojimo namuose „Nutrūkusi styga“, Vilniuje pirmadienį 17.00–20.00 ir antradienį 12.00–14.00. Mišios Šv. Petro ir Povilo bažnyčioje antradienį 11.00. Urna išnešama antradienį 14.00 val. Laidotuvės Sudervės kapinėse Vilniuje.
Pasak dailėtyrininkės Ramintos Jurėnaitės, V.Antanavičius buvo bene vienas nuosekliausių savo kartos nonkonformistų, o pradėjęs aktyviai kurti septintojo dešimtmečio viduryje iki pat „perestroikos“ buvo oficialaus meninio gyvenimo užribyje.
„Sovietmečiu didesnėse grupinėse parodose buvo rodomi beveik vien tik jo portretai. Svarbiausia Antanavičiaus kūrybos dalis – kritinių politinių ir socialinių metaforų savitos ikonografijos kompozicijos – šiuo periodu beveik nepatekdavo į parodas. Tik 1986 metais, sulaukęs penkiasdešimtmečio, Antanavičius ir šiuos darbus galėjo parodyti savo personalinėje parodoje, surengtoje reprezentatyviausioje Vilniaus parodų erdvėje – Dailės parodų rūmuose“, – yra rašiusi dailėtyrininkė.
Pats menininkas teigė, kad niekados nesijautė dideliu maištininku, o į savo kūrybą žvelgė kaip į asmeninį apsisprendimą daryti tai, kas tuomet atrodė įdomu.
„Pradėdamas daryti tokius darbus, jau žinai, kad niekur viešai jų rodyti negalėsi. Ir tuomet, vos tik padarai tokį sprendimą, tampi laisvas“, – teigė dailininkas 2022 m. po savo paskutinės parodos „Pasaulis suvalkiečio akimis“ atidarymo Vilniaus dailės akademijos parodų salėse „Titanikas“.
1998–2000 m. menininkas dalyvavo grupės „24“ veikloje, išgarsėjo tapybos darbai bei asambliažais, taip pat yra sukūręs grafikos darbų ir scenografijų.
V.Antanavičiaus kūryboje esama ekspresionizmo, siurrealizmo, dadaizmo, poparto ir lietuviško etnografinio meno bruožų. Jis pats yra teigęs, kad labai mėgo Pablą Picasso, Salvadorą Dalí, vėliau René Magritte'ą bei kitus menininkus modernistus, o savo paties kūryboje „sumaišė koktelį iš įvairių įtakų“.
1992 m. V.Antanavičius pagerbtas Lietuvos nacionaline kultūros ir meno premija, 2006 m. jam įteiktas ordino „Už nuopelnus Lietuvai“ Riterio kryžius.
Viename paskutinių savo interviu 15min V.Antanavičius teigė: „Per gyvenimą mane vedė mano kūryba. Juk turėjau diplomą – tokia mano specialybė... O kur vedė – nežinau. Lietuvoje dabar yra koks šimtas tokio kalibro dailininkų kaip aš, o kiek mirusių, apie kuriuos išvis niekas nekalba ir niekada nekalbės... Tai kas gi belieka: daryti, kol dar kažką gali. Per gyvenimą prisidirbęs lyg ir labai nesu, belieka tik deramai nugyventi tiek, kiek man dar skirta“
2002 m. išleistas menininko kūrybą pristatantis albumas „Valentinas Antanavičius" (sud. Valentinas Antanavičius, Eugenijus Karpavičius). 2011 m. pasirodė knyga „Gyvenimas be parado: menininko prisiminimai ir apmąstymai“.
