Вместе с братом Дмитрием участвовал в заговоре против Константина Дуки, который захватил трон после того как Дмитрий Кантемир был смещён по приказу Османской империи. В отличие от своего отца Антиох установил дружественные отношения с Речью Посполитой. Он также планировал заключить антиосманский союз с Россией, который был заключён уже во время правления Дмитрия.
Во время правления Кантемира состоялся международный конгресс в Карловицах в 1699 году, на котором был заключён Карловицкий мир. Польша добивалась передачи ей Молдавии, а Австрия — Валахии, однако они не смогли договориться, и княжества остались под властью Турции, хотя ряд пунктов договора улучшили их положение. Так как турецкие гарнизоны ушли из Подолья и крепости Каменец-Подольский, через Молдавию перестал проходить путь турецких войск к местам своей дислокации. Польша освободила некоторые молдавские крепости (Нямец, Сучаву и другие). Татары должны были покинуть земли южнее Кишинёва, захваченные после 1683 года.
Хотя Антиох Кантемир в период своего второго правления сильно поднял налоги, он пользовался популярностью в народе и память о нём сохранилась как о справедливом и добром правителе.
Семья
Жену Антиоха звали Катрина.
У них было трое детей: дочь Анна и сыновья Дмитрий и Константин. Сын Константина — известный узник Ревельской крепости Дмитрий Константинович Кантемир.
Густерин П. В. Первый российский востоковед Дмитрий Кантемир / First Russian Orientalist Dmitry Kantemir. Сборник очерков. «Восточная книга», 2008.
Густерин П. В. История жизни и труды молдавского господаря и российского князя Дмитрия Кантемира. — М.: Аграф, 2024. — 216 с. — ISBN 978-5-7784-0562-2.