Родилась в селе Семион Ряжского уезда Рязанской губернии в крестьянской семье.
После окончания средней школы с золотой медалью в 1938 году без экзаменов поступила на механико-математический факультет МГУ. В университете была комсоргом учебной группы
. 8 октября 1941 года газеты опубликовали призывы ЦК ВЛКСМ о добровольном наборе комсомолок в армию. После этого вместе с восемью другими девушками со своего курса поступила добровольцем в армию. Окончила курсы штурманов при Энгельсской военной школе пилотов. Выпуск состоялся в декабре 1942 года. При распределении попала в 587-й бомбардировочный авиационный полк (позже был переименован в 125-й гвардейский пикировочно-бомбардировочный авиационный полк 4-й гвардейской бомбардировочной авиационной дивизии 5-го гвардейского бомбардировочного авиационного корпуса), под командование Марины Расковой. Однако её командир Марина Раскова вскоре (6 января 1943 года) погибла.
Воевала на фронтах Великой Отечественной войны с апреля 1943 года, штурман эскадрильи полка. Участвовала в составе этого полка в обороне Сталинграда, боях по прорыву Голубой линии на Кубани (в этот период войны была награждена первым орденом Красной звезды), затем в Крыму. В дальнейшем полк перелетел на Западный фронт и вёл наступление в Белоруссии, Прибалтике и Восточной Пруссии.
С 1944 года член ВКП(б)/КПСС.
Всю войну Антонина Зубкова летала в паре с Надеждой Федутенко. Федутенко говорила о ней: «Вы не смотрите, что она такая маленькая. Фашистам от неё бывает довольно жарко. Она отлично бомбит»
К маю 1945 года совершила 56 (по другим источникам — 68) боевых вылетов на пикирующем бомбардировщике Пе-2, взорвала 3 склада с боеприпасами противника, сбросила 50 000 кг бомб. Вела фронтовой дневник, в котором фиксировала все вылеты. После первого боевого вылета записала в своём дневнике: «Прости меня, милая моя Земля. Я буду бросать бомбы на тебя, но это нужно для нас обоих… Пусть только сгинут жестокие пришельцы с твоих дорог». Во время войны активно участвовала в проведении политических занятий в полку
В сентябре 1945 года гвардии капитан Зубкова уволилась в запас и вернулась к учёбе в университете. В 1948 году она окончила мехмат МГУ и поступила в аспирантуру. Работала преподавателем в Военно-воздушной инженерной академии имени Н. Е. Жуковского. Была избрана депутатом Моссовета.