Antoni Serra i Bauçà neix a Sóller l'any 1936 en el si d'una família benestant i catòlica d'antics terratinents. D'infant estudia a les monges de la Caritat i a l'escola del Sagrat Cor de la seva ciutat natal. Malgrat l'educació tradicional i la repressió dels primers anys de la dictadura, creix en un ambient familiar de certa resistència passiva al règim, sobretot quan assisteix a les trobades antifranquistes a la rebotiga de la farmàcia de l'oncle, Josep Serra, que havia estat militant d'Esquerra Republicana i alcalde de Sóller durant la República. El pare, Miquel Serra (que arriba a publicar un llibre de relats el 1952), li inculca l'estima per la literatura i l'art, encara que l'obliga a estudiar medicina per tradició familiar, carrera que Serra no finalitzarà però que li servirà tanmateix per viatjar a Barcelona i participar en tertúlies amb intel·lectuals com Josep Maria Castellet, Carlos Barral o Jaime Gil de Biedma. També a la Ciutat Comtal, l'autor va impulsar la revista d'àmbit universitari Resurrección, segona incursió en el camp periodístic, després d'unes primeres col·laboracions adolescents al setmanari Sóller.

L'any 1958 deixa definitivament la carrera amb la voluntat de dedicar-se al periodisme i a l'escriptura. Després d'un viatge per Espanya, durant el qual acaba treballant durant deu dies en un circ exercint d'august de soirée, s'estableix de nou a Sóller, on publica el seu primer llibre, Dos cuentos (1959) i on, a partir de 1961, comença a treballar a l'Última hora, diari al qual ha estat lligat fins a l'actualitat. Les tasques que realitza toquen tots els camps, des de la crítica teatral i cinematogràfica a la de cronista esportiu. Exerceix també de conferenciant i s'interessa per la història cultural del país: a partir de 1968 intensifica la recerca sobre Gabriel Alomar, polític i escriptor al qual acabarà dedicant diversos articles i publicacions com Aproximació a Gabriel Alomar (1977) o Gabriel Alomar: l'honestedat difícil (1984). Mentrestant, i paral·lelament a la seva activitat periodística, segueix cultivant la prosa creativa escrivint encara en castellà. Heus aquí el llibre de relats La Paga y diálogos de viuda y joven (1960), la novel·la Caballero Homs (1965) i la trilogia novel·lística Camino hacia la horca (1966-1972).

Durant els anys seixanta participa activament en la vida cultural i política més o menys soterrada de Palma. Assisteix a les tertúlies del Bar Moka on comparteix xerrades amb Joan Alomar, Manuel Picó, Miquel Àngel Colomar i el pintor Fraver, entre d'altres, i a les de la cafeteria Riskal, on coneix Llorenç Villalonga i Jaume Adrover. En el terreny estrictament polític, enllaça amb les cèl·lules del PSUC i, després d'una detenció durant una conferència a la Casa Catalana, comença a ser vigilat més intensament per les autoritats franquistes.

Tot i la seva estabilitat professional com a periodista i que aconsegueix dur a bon port algunes activitats culturals, com l'organització d'unes jornades sobre la història i la pràctica del teatre, a finals de la dècada dels seixanta decideix viatjar de nou al Principat. Allà arriba a ser secretari de Premsa i Propaganda del Comitè d'Intel·lectuals del PSUC, viu l'estat d'excepció del 1969 i participa en la tancada d'intel·lectuals a Montserrat l'any 1970. Es guanya la vida fent traduccions i altres tasques editorials. Tanmateix, el 1971 accepta l'oferta de Josep Tous de dirigir una llibreria de nova creació a Palma.

De nou a Mallorca, i des de la llibreria Tous, organitza la I Setmana del Llibre Editat a Mallorca i impulsa la col·lecció Turmeda, que arribarà a editar una trentena de títols. Políticament, amb l'horitzó fixat en la unió del comunisme amb el catalanisme, s'integra al PSAN. Després de la mort de Franco, segueix vinculat als ambients polítics i culturals de caire catalanista: exerceix com a secretari tècnic del Congrés de Cultura Catalana a les Illes Balears el 1976, participa en la fundació de l'Associació d'Escriptors en Llengua Catalana el 1977, de la qual va ser vicepresident per les Illes, i s'incorpora, havent adoptat ja el català com a llengua literària, al col·lectiu literari Ofèlia Dracs, amb el qual participa en Negra i consentida (1983), Essa efa (1985) i Boccato di cardinali (1985). Reprèn la seva activitat periodística, es reincorpora a l'Última hora, després Diari de Balears, on encara col·labora, i escriu també en publicacions com Diario de Mallorca, Tele/Xpres, Avui, Destino, Tele/Estel, Lluc, Serra d'Or, El Temps, Segell i Temps Moderns, entre d'altres, amb articles d'opinió, reportatges i crítiques de teatre i cinema.

A partir dels anys setanta Antoni Serra comença a publicar literatura en català i es mou entre gèneres i terrenys estètics molt diversos. Publica llibres de relats com Entrada de fosca (1972), Tríptic del viatger (1975), Quartet per a una confidència (1977), Música de Mahler per a una lloca didàctica (1985), i, més recentment, Morts d'immortalitat (1995), La insostenible levitat dels cossos (1996) o Narracions de vida i mort (1999). S'endinsa també en la novel·la experimental, sobretot a La gloriosa mort de Joan Boira (1973), El cap dins el cercle (1979) i Rapsòdia per a una nit de Walpurgis, Nureddunna (1981), i conrea altres tipus de novel·la amb obres com Per ben morir (1988), una història sobre l'antisemitisme a Mallorca titulada Carrer de l'Argenteria, 36 (1988) o la novel·la de formació Llibre de família (1991).

A partir de la segona meitat dels anys vuitanta, Antoni Serra aconsegueix un gran èxit amb una sèrie de novel·les negres, que beuen sobretot de la narrativa nord-americana del gènere, i que estan protagonitzades, la majoria d'elles, per un personatge de creació pròpia, un policia portuguès establert a Palma anomenat Celso Mosqueiro: El blau pàl·lid de la rosa de paper (1985), L'arqueòloga va somriure abans de morir (1986), Espurnes de sang (1987), RIP, senyor Mosqueiro (1989), Cita a Belgrad (1992) i, protagonitzada pel personatge real Thomas Harris, L'avinguda de la fosca (1994).

Antoni Serra acostuma a mostrar en les seves obres una visió del món sempre compromesa i subversiva, sobretot en els llibres de memòries i de caire assagístic, on s'encarrega des de recuperar la memòria dels anys de lluita franquista i postfranquista (a Gràcies, no volem flors, 1981 o als quatre dietaris sota el títol general de Diari d'ombres, paisatges i figures, 2002-2009), fins a ensenyar les penúries dels més dèbils (Gent del carrer, 1971), passant per deixar clares les seves consideracions sobre l'art i la cultura (a L'anàrquica escriptura de la terra inexistent, 1993, El (meu) testament literari, 1997, No hi ha quart poder, 2002, Passió (confessable) per la cinematografia, 2005 i Llarg adéu a la vida: reflexions sobre la cultura del meu temps, 2006).

Mor a Mallorca l'11 de març de 2023 a l'edat de vuitanta-set anys.

Antoni Serra ha estat traduït al castellà, a l'alemany i al francès. Els darrers anys de vida els va passar a Mallorca, a la població de Sa Cabaneta, on va continuar escrivint.