За многолетние труды архимандрит Антонин был избран в разное время почётным членом Императорского Православного Палестинского Общества, почётным членом Императорского археологического общества, Одесского общества истории и древностей, Афинского археологического общества, Немецкого восточного археологического общества и др. Награждён орденами Святого Владимира второй степени, Святой Анны первой степени.
Архимандрит Антонин происходил из семьи священнослужителей. Грамоте его обучал отец по Псалтири, а в 1826 году Андрей ушёл учиться в Далматовское Духовное училище при Далматовском Успенско-Исетском мужском монастыре. Закончив его через 5 лет, в 1831 году Андрей поступил в Пермскую Духовную семинарию. В 1836 году Капустин перевелся в Екатеринославскую Духовную семинарию, ректором которой был его дядя Иона (магистр Московской Духовной академии). Оттуда в 1839 году он получил назначение в Киевскую Духовную Академию. После окончания в 1843 г. его определяют учителем немецкого языка.
7 ноября 1845 году Андрей принял монашеский постриг, в пещерах митрополитом Киевским Филаретом и получил имя Антонин в честь празднуемого в тот день мученика Антонина. За тем последовало рукоположение во иеродиакона и священника. Некоторое время иеромонах преподавал в Академии обличительное богословие и библейскую герменевтику.
В 1850 году он получил должность настоятеля при Афинской Миссии, где на протяжении 3-х лет изучал древние христианские надписи и Парфенон.
В 1859 году, митрополит Московский Филарет (Дроздов), рекомендовал Синоду перевести его в Константинополь на настоятельское место. Архимандриту Антонину было поручено заниматься болгаро-униатским вопросом, выполнять некоторые поручения Синода в связи со вступлением на Вселенский престол патриарха Софрония и продолжить изучение Синайского кодекса Библии.
В 1865 году он был командирован в Иерусалим в качестве следователя и временно заведующего Русской Духовной Миссией после вынужденного ухода архимандрита Леонида (Кавелина). А в 1869 году, по ходатайству патриарха Кирилла, архимандрит Антонин был утверждён в должности Начальника Миссии.
За время пребывания в должности архимандрит Антонин оказывал массу услуг прибывавшим из России паломникам, а также способствовал приобретению православных святынь в собственность Российской империи. Поскольку закон Османской империи разрешал приобретение земли в собственность только частным лицам, поданным Порты, в качестве покупателя выступал драгоман Миссии Якуб Халеби.
Помимо выполнения служебных обязанностей отец Антонин занимался археологией и астрономией, нумизматикой, до глубокой старости писал стихи и рисовал. В 1883 году при его участии были произведены раскопки около Храма Гроба Господня, в результате чего были открыты остаток стены древнего Иерусалима с Порогом Судных Врат. На этом месте позднее было построено Александровское подворье с церковью Святого Александра Невского. Он совершил ещё несколько археологических раскопок и устроил в Иерусалиме при миссии музей христианских древностей.
Антонин Капустин умер 24 марта 1894 года в Иерусалиме на 77 году жизни. Согласно завещанию, погребен в Вознесенской церкви на вершине горы Елеон
В 1869 году при содействии архимандрита был приобретён Мамврийский дуб, а чуть позднее были выкуплены близлежащие земли (около 72 355 м?). 12 июня 1869 года начальник миссии совершил первую Божественную литургию на месте явления Святой Троицы Аврааму. В 1870 году была приобретена вершина Елеонской горы.
Тогда же было приобретено самое большое владение Российской Империя на Святой земле в Эйн Кареме.
В те же годы (1869 году) Капустин приобрел имение около Яффы по дороге в Иерусалим — место погребения святой Тавифы, где была прострена Церковь апостола Петра. Подворье для отдыха паломников было также приобретено в Тивериаде.
В Бейт-Джале Антонин выкупил два владения, на одном из которых была основана школа для девочек и женская учительская семинария.
В Гефсимании им было удачно приобретено место, где по желанию царской семьи была построена церковь Святой равноапостольной Марии Магдалины.
Всего архимандритом Антонином было куплено и законно оформлено 13 участков, площадью около 425 000 м?, стоимостью до миллиона рублей золотом.
Антонин завакуфил свою недвижимость (то есть собственность не подлежит продаже, обмену или другим операциям, ведущим к отчуждению их до смерти Антонина, а затем переходят во владение Синода; если же Синод перестанет существовать, то земли эти делаются достоянием всех православных русских людей, а если и они исчезнут, то земли поступают в распоряжение Иерусалимского кадия.
При жизни Антонин Капустин печатался в «Трудах Киевской духовной академии», «Воскресном чтении», «Духовной беседе», «Душеполезном чтении», «Церковном вестнике», «Христианском чтении» (под псевдонимом А.). Важным источником о деятельности русской духовной миссии в Палестине является личный дневника (30 томов), озаглавленный «Повесть временных лет», в котором Антонин писал на протяжении тридцати лет, начиная с 1841 года.
Изданные при жизни и посмертно сочинения: