Народився Антоненко-Давидович у Засуллі (тоді Полтавщина, а нині – Сумщина) у родині робітника-залізничника. Дитинство провів у Росії. У 15-річному віці втратив батька.
Закінчив Охтирську гімназію (1917 р.); навчався на фізико-математичному факультеті Харківського університету, історико-філологічному факультеті Київського університету, які не закінчив у зв’язку зі зміною суспільного ладу й погіршенням матеріального стану. Брав участь у визвольних змаганнях 1917-1920-х роках: служив у лавах Запорізького корпусу 1918 року та в Армії Директорії 1919 року. Обіймав посаду коменданта Мелітополя (1918 року). Очолював відділ освіти Охтирського району (1920-ті роки).
Був членом УКП, секретарем її Київського губкому. Після її ліквідації до жодної сили не належав. Працював угазетах і журналах. Брав участь у літературній дискусії 1925-27 років.
Писати Борис Антоненко-Давидович почав ще в гімназійні роки. Перші публікації — 1923 року (оповідання «Останні два» і драма «Лицарі абсурду»).
Його творчий шлях поділяють на два періоди: перший — від 1923 до 1933-го року. другий — від 1957 до 1984-го року. Перший період становить 14 книжок, окремі нариси, рецензії, замітки. Найважливіші твори: «Запорошені силуети» (1925), «Тук-тук» (1926), «Синя волошка» (1927), «Смерть» (1928), «Справжній чоловік» (1929), «Печатка» (1930), «Землею українською» (1930)). Лишились незавершеними романи «Січ-мати» і «Борг», доля останнього невідома.
Арешти 1933 року та самогубства М. Хвильового й М. Скрипника змушують Антоненка-Давидовича виїхати до Казахстану, де він працює при державному видавництві над антологіями казахської літератури українською мовою й української літератури казахською. Робота не була завершена.
5 січня 1935 року арештований. За сфабрикованою справою засуджений до смерті. Вищу міру покарання було замінено на 10 років таборів. Вини не визнав.
Ув’язнення відбував у СИБЛАГу, БАМЛАГу (Урульга), під час війни перебував у СІЗО БУКАЧЛАГу, однак справу його переглянули і відправили на шахту Букачачинського табору. Працював землекопом і шахтарем, що суттєво підірвало здоров’я. Лише перевід на легшу роботу — рахівника, бухгалтера, а згодом — санітара і фельдшера зберіг письменнику життя. Відбувши термін, повернувся в Україну, однак 1946 року був знову арештований і без суду був позбавлений волі. Згодом був засуджений на довічне заслання у с. Малоросєйка Больше-Муртанського району Красноярського краю.
1957 року повернувся до Києва. Реабілітований, відновлений у членах Спілки письменників. Працює редактором у журналі. Видає збірки репортажів «Збруч» (1959) та «В сім’ї вольній, новій» (1960). 1961 року в журнальному варіанті з’являється роман «За ширмою». Окрім цих творів, до другого періоду творчості належать «Золотий кораблик», «Образа», «Так воно показує», «Слово матері», «Вибрані твори» (1967) з передмовою критика Леоніда Бойка.
Видав мово- й літературознавчі праці: збірки статей «Про що і як» (1962), «В літературі й коло літератури» (1964), літературно-критичні й теоретичні нариси «Здалека й зблизька» (1969), роздуми над культурою української мови «Як ми говоримо» (1970). Залишив спогади про С.Васильченка, Є.Плужника, Б.Тенету, М.Рильського, В.Сосюру, процес СВУ.
В 1966 вийшов друком перекладений Антоненком-Давидовичем українською мовою з російської роман Г. Ф. Квітки-Основ’яненка «Пан Халявський».
У 1960-1970-х підтримує зв’язки з творчою молоддю, що склали дисидентські кола. У зв’язку з відмовою свідчити на суді над В.Морозом, зазнає тиску: його перестають друкувати (тобто позбавляють можливості заробітку), обшукують і вилучають папери та друкарську машинку, цькують у пресі.
Він писав: “Офіційно мене не покарано за відмову давати свідчення на суді, як того можна було сподіватись, але неофіційні санкції вже почались: знято в журналі «Україна» вже ухвалену до друку мою повість «Завищені оцінки», не друкуються в «Літературній Україні» мої дальші мовні нотатки «Ваговиті дрібниці» й, нарешті, не буде видано додаткового тиражу «Як ми говоримо». Отож навряд чи зможу я наступного 1971 року «порадувати читачів новими творами», як Ви того мені бажаєте… Взагалі, в літературі тепер настанова — писати «виробничі» та «колгоспні» романи, до чого я аж ніяк не мастак. Ну, що ж — доведеться писати «для вічности», відкладаючи написане в папку «Як умру, то прочитайте»…”
Серед творів написаних «у стіл» «Сибірські новели», оповідання «Спокуса», «Гроза», «Так воно показує», «Чистка». У цей час за кордоном (у Болгарії, Польщі, Англії, Канаді, США, Австралії) активно рецензують, перекладають і перевидають деякі твори письменника: книжка «Як ми говоримо» отримала схвальну оцінку в російському журналі «Вопросы литературы» та в журналі Польської Академії наук «Slavia orientalis» (1972 рік); Станіслав Рихліцький переклав польською мовою роман «За ширмою» («Za parawanem», 1974), цей роман перевидала в Австралії філія ОУП «Слово» та було підготовлено його переклад англійською мовою.
