Начала заниматься шахматами в 4-летнем возрасте, а первую престижную награду завоевала в 1989 году, когда стала чемпионкой мира среди девочек до 10 лет . Потом стала чемпионкой Европы среди девочек, по быстрым шахматам, до 14 лет.
В 2002 г. стала международным гроссмейстером.
5 июня 2004 года Стефанова победила в финале за звание чемпионки мира среди женщин россиянку Екатерину Ковалевскую, с результатом 2,5 на 0,5 и стала чемпионкой мира по шахматам среди женщин.
С 22 ноября 2004 года Антоанета Стефанова носит звание «Почётный гражданин города Пловдива».
Рейтинг Эло на июль 2010 — 2560.