Il est le fils de Léonce Bernheim et de Renée-Marcelle Schwob d'Héricourt (grande famille de marchands juifs de biens, de tradition financière et industrielle renommée).
Il débute sa carrière en 1951 chez Bourjois de la famille Wertheimer, de lointains parents par alliance.
Ancien associé de la Banque Lazard, Antoine Bernheim a été président-directeur général de la compagnie d'assurance italienne Generali pendant 10 ans, basée à Trieste.
Il est reconnu pour avoir joué un rôle dans la constitution des groupes des hommes d'affaires Bernard Arnault, François Pinault et Vincent Bolloré.
Le 24 avril 2010 les actionnaires de Generali ont décidé de se séparer de lui au profit de Cesare Geronzi.