Луис Антонио Валенсия Москуэра (Luis Antonio Valencia Mosquera) родился 4 августа 1985 года в Эквадоре в городе Нуэва Лоха, который расположен в амазонских джунглях. У него есть прозвище Тоньо Маравилла (Toño Maravilla), что переводится с испанского как Чудесный Тоньо. Он начал свою карьеру в клубе «Эль Насьональ» (Club Deportivo El Nacional) в 2001 году, где забил 20 голов в 84 матчах. В этом клубе, расположенном в Кито и принадлежащем Вооруженным Силам Эквадора, разрешается играть только эквадорским футболистам.

После выступления за «Эль Насьональ» Антонио перешел в испанский «Вильярреал», но сыграв всего два матча за «желтую субмарину», был отдан в аренду «Рекреативо». Первый раз в футболке национальной сборной Антонио вышел  на поле 27 марта 2005 года во время отборочного матча чемпионата мира против Парагвая. Это событие он отметил дублем, и его команда победила 5-2. В составе сборной Валенсия принял участие в чемпионате мира в Германии по итогам которого был номинирован на включение в символическую команду турнира. Он также был одним из шести номинантов на получение приза лучшему молодому игроку Чемпионата мира.

В 2006 году Валенсия перешел в «Уиган» на правах аренды. Его дебют за «латикс» состоялся 19 августа 2006 года в матче против «Ньюкасл Юнайтед», в котором его команда проиграла со счётом 2:1. «Уиган» продлил аренду на следующий сезон, а 18 января 2008 года Валенсия перешёл в клуб на постоянной основе, подписав контракт сроком на три с половиной года. После фантастического гола Валенсии в матче с «Манчестер Сити» в начале прошлого сезона президент «Уигана» Дэйв Уэлан заявил, что за его игроком следит «Манчестер Юнайтед».

30 июня 2009 года Антонио Валенсия стал первым приобретением «Манчестер Юнайтед» в летнее трансферное окно, подписав с клубом четырехлетний контракт. Сумма его трансфера не разглашается, но судя по всему она составила 16 миллионов фунтов.