А. А. Венжер родилась 31 декабря 1885 (13 января 1886) года в Тифлисе в семье ремесленника-гравера А. А. Венжера. Детство и юность провела в Закавказье. Материальная необеспеченность семьи вынудила её прервать учёбу в Мариинском женском училище в Карсе (позднее сдала экзамены экстерном) и с 14 лет пойти работать кассиром в магазине швейных машин и велосипедов. В 1902—1904 годах выступала в качестве актрисы-любительницы на сцене Авчальской аудитории в Тифлисе. В 1909 году окончила курсы художественно-прикладных искусств, успешно занималась металлопластикой, выжиганием по дереву, гелиоминиатюрами. В 1910 году переехала с семьёй в Карс, где открыла школу «художественных работ и изящных рукоделий». С 1911 года выступала на сцене Военного и Гражданского клубов. За сценическую деятельность была награждена памятной Золотой медалью. В 1916 году в связи с переводом мужа Д. И. Антоновского из Кавказской армии в Петроград переехала в столицу. В 1918 году А. А. Антоновская снова живёт в Тифлисе, где публикует свои произведения в журнале «Арс», при котором был организован Артистериум. В 1921—1922 годах работала пропагандистом агитационного отдела Грузино-Кавказского отделения РОСТА, стала одним из организаторов русских писателей в Грузии. С 1922 года живёт в Москве. В 1936 году окончила Московский вечерний университет марксизма-ленинизма. В годы Великой Отечественной войны писательница выступала с публицистическими статьями, обращалась по радио к зарубежным слушателям, вела обширную переписку с воинами РККА.
А. А. Антоновская умерла 21 октября 1967 года. Похоронена в Москве на Новодевичьем кладбище (участок № 2).
Стихи начала писать в 1904 году. В 1918—1919 годах публиковала стихотворения в акмеистических изданиях; в 1921—1922 годах — политические стихи, пьесы для кавказского отделения РОСТА. Opus magnum — роман в шести книгах «Великий Моурави» о Георгии Саакадзе, грузинском полководце рубежа XVI—XVII веков (1-я книга 1937, 2-я книга 1940, 3-я книга 1947, 4-я книга 1953, 5-я книга 1957, 6-я книга 1958). Роман в первые же 10 лет был переведен по меньшей мере на три языка. В 1942 году вышел фильм «Георгий Саакадзе», снятый по мотивам этого романа.
Также автор пьес «Революция цветов» (1921), «Георгий Саакадзе» (1925) и «Огни Москвы», романа об интервенции в Грузии «Ангелы мира» (1945—1946, в соавторстве со своим сыном Борисом Чёрным), «Документальных новелл о Грузии» (1961, в соавторстве с Б. Чёрным); неокончена автобиографическая книга «Признание». Сценарист фильмов «Транспорт огня» (1929), двухсерийного «Георгий Саакадзе» (1942, 1943, по «Великому Моурави»).