Deixeble de Joaquim Pla i Janini i de Willy Zielke, a Munic, la seva primera obra s’inscriu dins del corrent pictorialista. Professional des dels primers anys de la dècada de 1920, es dedicà sobretot a les fotos de casaments i esdeveniments socials, camp en el qual aconseguí renom per la rapidesa en el revelatge. La música i els espectacles també foren temes que l’interessaren. Treballà per a l’empresa Leica i, com a fotoperiodista, per a La Vanguardia. El 1934 es publicà una de les seves fotografies a la revista American Photography. Durant la Guerra Civil treballà com a xofer de l’exèrcit republicà i, tot i no ser corresponsal de guerra, feu milers de fotografies de Barcelona durant la contesa, part de les quals foren emprades pel Comissariat de Propaganda. Catòlic, republicà i catalanista, el 1939 es lliurà als franquistes (que utilitzaren també les seves imatges amb finalitats propagandístiques) i, gràcies als seus contactes, aconseguí evitar ser depurat. Després de la guerra continuà fotografiant escenes de Barcelona, però aviat es dedicà sobretot a la fotografia esportiva, camp en el qual fou cofundador del diari Dicen (1950) i també col·laborà a Vida Deportiva. Cofundador de la revista Luz i autor de treballs sobre la història de la fotografia a Catalunya, publicà els llibres Orientaciones fotográficas (1946) i Pirineus (1979). Poc abans de morir li fou dedicada una exposició.
Quatre dècades més tard, en ocasió de la venda de la seva casa de Sant Cugat els seus nets descobriren dues capses amb més de 5.000 fotografies de la Guerra Civil i els primers anys del franquisme a Barcelona. Pel volum i l’amplitud de la temàtica (escenes de la vida quotidiana, desfilades, bombardeigs, crema d’esglésies) es considera una de les aportacions gràfiques més completes d’aquest període. La seva obra és al Museu Nacional d’Art de Catalunya (MNAC), on destaca la seva obra més artística, Tracció de sang (1933).
El 2019 se’n publicà una selecció de 400 fotografies en el volum La capsa vermella, a cura de Plàcid Garcia-Planas, Arnau González i David Ramos. L'any 2021 el MNAC acollí l’exposició "La guerra infinita. Antoni Campañà (1906-1989)", una mostra de més de 300 fotografies, un gran nombre de les quals inèdites, per recórrer la trajectòria del fotògraf.