Comenzó en el medio cinematográfico por vocación y complicidad familiar. Estudió Ciencias de la Imagen en la Universidad Complutense de Madrid y con 23 años fundó la productora Micrafilm, que financió spots publicitarios y sus primeros trabajos: F.E.N. (1979), un drama protagonizado por Héctor Alterio que arremete contra los internados religiosos; y Apaga y vámonos (1982), donde también trabaja como guionista y actor, al igual que en su siguiente trabajo Cómo levantar 1.000 kilos (1991).
En 1998 codirige para televisión la serie Fernández y familia y al año siguiente dirige Lisboa (1999), un filme protagonizado por Carmen Maura y Sergi López, todavía desconocido en España. También trabaja en el guión e interpreta un pequeño papel. Sus siguientes trabajos son la comedia El gran marciano (2001) y la película para televisión Al alcance de su mano (2002).
En la ciudad sin límites (2002)
es una película personal e intimista con la que Hernández
se dio a conocer al público. En ella ha reflejado la experiencia
personal sobre la enfermedad y muerte de su progenitor.
Protagonizada por Fernando Fernán Gómez, Leonardo Sbaraglia y Geraldine Chaplin, el largometraje fue galardonado con el Premio Goya al Mejor Guión Original en el que el director trabajó junto a Enrique Brasó.
En su siguiente filme, Oculto (2005), vuelven a trabajar en el reparto Leonardo Sbaraglia y Geraldine Chaplin. También repiten en el guión Brasó y Hernández. Se trata de un thiller psicológico con toques oníricos en el que las premoniciones, sueños y pasiones enredan la vida de tres personajes.
Esta película intimista es del estilo de su anterior trabajo.
El director salmantino dirigió en 2006 el largometraje Los Borgia (2006), una película autobiográfica rodada en Italia y Valencia sobre una de las familias más influyentes de la Europa Renacentista. Se trata de una gran producción española, ya que cuenta con un presupuesto de 10 millones de euros, casi tres veces el coste promedio de un filme español. En su reparto figuran actores como María Valverde, Sergio Peris–Mencheta, Paz Vega, Ángela Molina y Eloy Azorín. El propio Antonio Hernández representa en la película al cardenal Gianbatista Orsini. Su siguiente trabajo autobiográfico será Cervantes (2008), una adaptación de la novela de Milton Lesser.