A peine sorti du cours Florent en 1980, Antoine Duléry entame celle qui deviendra une très prolifique carrière (104 films, téléfilms et séries en une trentaine d'années), débutant au cinéma dans Celles qu'on n'a pas eues (1980), sous la direction de Pascal Thomas. Ses prochains pas sont à la télévision (la série La vie des autres en 1981, le téléfilm comique Mersonne ne m'aime (TV) en 1982) et au théâtre (Le Cid en 1985, Richard de Gloucester en 1987 et Lorenzaccio en 1989).
Au cinéma, il enchaîne les petits rôles aux côtés de grands acteurs parmi lesquels Michel Piccoli (Blanc de Chine, 1988) et Michel Serrault (Comédie d'amour, 1989). Il se voit aussi assigner des premiers rôles, incarnant l'écrivain Baudelaire dans le film Les Fleurs du mal et jouant le protagoniste dans le téléfilm Odyssée bidon. En 1993, il donne la réplique à la troupe du Splendid dans La Vengeance d'une blonde, qui l'aidera à être plus connu du grand public. Cette même année, l'acteur rencontre Claude Lelouch qui lui propose de jouer dans Tout ça... pour ça ! (1993), Les Misérables (1995) et Hommes, femmes : mode d'emploi (1996).
Entre 1995 et 2000, il se consacre essentiellement à la télévision et aux courts-métrages, tournant dans plus de vingt productions différentes, notamment des comédies (comme L' Echappée belle en 1995, avec Jean-Marc Barr et Anémone, et La puce à l'oreille en 1997, aux côtés de Jean-Paul Belmondo). A partir de 2000, Antoine Duléry se fait plus présent au cinéma, figurant à l'affiche de quelques comédies françaises à succès comme Meilleur Espoir Feminin de Gérard Jugnot (2000) et Mariages ! (2004), où il partage la scène avec Mathilde Seigner, Jean Dujardin et Miou-Miou. Entretemps, il s'essaie à la fonction de scénariste avec la comédie Toutes les filles sont folles (2003), réalisée par Pascale Pouzadoux.
En 2004, il retrouve Claude Lelouch qui l'invite à participer aux deux volets du Genre Humain (Les Parisiens, 2004 et Le Courage d'aimer, 2005). Cette même année, il intègre encore le casting de deux comédies populaires : Brice de Nice, avec Jean Dujardin, Jean-Philippe et Laurent Tuel, dans lequel il joue le double adulé et comique de Johnny Hallyday dans un monde où le chanteur n'aurait pas existé... L'année suivante, il participe à une nouvelle comédie à grand succès, Camping de Fabien Onteniente, en plus de prêter sa voix pour la première fois à un film d'animation, dans la version française de Bee movie - drôle d'abeille. A la télévision, il s'affiche dans de nombreux téléfilms dont Petits meurtres en famille (2006) et L'Affaire Ben Barka (2007).
En 2008, il est l'affiche de la comédie Les Dents de la nuit et d'un film musical, Magique !, où il joue aux côtés du chanteur Cali. Ensuite, le comédien effectue quelques retrouvailles : il rejoint la bande à Franck Dubosc pour Camping 2 (2010), et tourne encore une fois avec Pascale Pouzadoux dans La Croisière (2011). Après avoir prêté ses traits au personnage récurrent du commissaire Larosière dans la série télévisée Les Petits meurtres d'Agatha Christie, il s'offre un rôle à contre-emploi, celui de l'émouvant Alex dans le drame Des vents contraires (2011), de Jalil Lespert.
Filmographie complète d'Antoine Duléry avec mes notes sur 20
Sea, No Sex and Sun de Christophe Turpin - Sorti en salle en 2012 13
Des vents contraires de Jalil Lespert - Sorti en salle en 2011 16
Victor de Thomas Gilou - 2009 14
Un homme et son chien de Francis Huster - 2009 14
De l'autre côté du lit de Pascale Pouzadoux - 2009 12
Mes stars et moi de Laetitia Colombani - 2008 14
Magique de Philippe Muyl - 2008 7
Les Dents de la nuit de Vincent Lobelle, Stephen Cafiero - 2008 10
Bee movie - drôle d'abeille de Simon J. Smith, Steve Hickner - 2007 16
Camping de Fabien Onteniente - 2006 15
Jean-Philippe de Laurent Tuel - 2006 17
L'Anniversaire de Diane Kurys - 2005 16
Le Courage d'aimer de Claude Lelouch - 2005 10
Brice de Nice de James Huth - 2005 12
Tu vas rire mais je te quitte de Philippe Harel - 2005 13
Les Parisiens de Claude Lelouch - 2004 12
Clara et moi de Arnaud Viard - 2004 16
Mariage mixte de Alexandre Arcady - 2004 13
Mariages ! de Valérie Guignabodet - 2004 17
Toutes les filles sont folles de Pascale Pouzadoux - 2003 12
Sexes très opposés de Eric Assous - 2002
Grégoire Moulin contre l'humanité de Artus de Penguern - 2001 15
Le Coeur à l'ouvrage de Laurent Dussaux - 2000
Demain est un autre jour de Laurent Tirard - 2000
Meilleur Espoir Feminin de Gérard Jugnot - 2000 16
La Ballade de Titus de Vincent de Brus - 1998
Ca reste entre nous de Martin Lamotte - 1998 14
Mon jour de chance de Pascale Pouzadoux - 1997
Hommes, femmes, mode d'emploi de Claude Lelouch - 1996 11
L'Echappée belle de Etienne Dhaene - 1996
Les misérables de Claude Lelouch - 1995 16
Lumière et compagnie de Lasse Hallström, Abbas Kiarostami, Régis Wargnier, Wim Wenders, John Boorman - 1995
La Vengeance d'une blonde de Jeannot Szwarc - 1994 14
Le Voleur et la menteuse de Paul Boujenah - 1993
Méprises multiples de Christian Charmetant - 1993
Tout ça... pour ça ! de Claude Lelouch - 1993 15
Comédie d'amour de Jean-Pierre Rawson - 1989
Moitié-Moitié de Paul Boujenah - 1989
Blanc de Chine de Denys Granier-Deferre - 1988
On a volé Charlie Spencer ! de Francis Huster - 1986
Celles qu'on n'a pas eues de Pascal Thomas - 1981