Die Karriere des Brasilianers begann klassisch im Kartsport. Antonio Pizzonia bekam als Schulbub ein Kart geschenkt – allerdings mit Auflage. Er durfte nicht damit fahren, so lange sich seine schulischen Leistungen nicht besserten. Das neue Spielzeug verfehlte seine pädagogische Wirkung nicht. Bald fuhr Pizzonia in seiner Heimat Manaus im Amazonas auf Baustellen und anderem Gelände herum.

Als Zehnjähriger nahm er an ersten Wettbewerben teil. Zwar waren die Kurse eher behelfsmäßig auf Parkplätzen abgesteckt, doch taugten die rudimentären Anfänge durchaus zur Talentförderung.

Mit 13 Jahren war er den lokalen Wettbewerben entwachsen. "Jungle boy", wie ihn mancher heute noch neckt, dehnte seinen Aktionsradius auf São Paulo aus, um an der dortigen Stadtmeisterschaft teilzunehmen. Mit 15 Jahren war Pizzonia bereits brasilianischer Kartmeister. Ein Jahr später wurde sein Engagement erstmals international. Es zog ihn nach Florida, um in der Barber Dodge Serie anzutreten. Als Jüngster des gesamten Starterfeldes wurde er Meisterschaftszweiter.

Als sich für die Saison 1997 ein Platz in der britischen Formula Vauxhall Junior Meisterschaft anbot, verließ Pizzonia die Vereinigten Staaten. Auf der anderen Seite des Atlantiks angekommen, absolvierte er zwei sehr erfolgreiche Jahre: Er holte 352 Punkte, zwölf Siege und im zweiten Jahr, 1998, als erster Nicht-Brite und jüngster Meister in der Geschichte dieser Serie den Titel.

Die nächste Station war die Formel Renault – und erneut räumte Pizzonia ab. Er gewann auf Anhieb sowohl den britischen als auch den europäischen Meistertitel. Dabei wurde er 1999 mit 15 Siegen in einer Saison auch Rekordsieger. Diese Bestmarke hatte zuvor lange Alain Prost mit zwölf Siegen gehalten. Seine Formel-Renault-Erfolge brachten ihm die Aufmerksamkeit von WilliamsF1 und eine zunächst einmalige Testmöglichkeit mit dem FW21 in Silverstone ein.

Pizzonia begann das neue Jahrtausend in der britischen Formel-3-Meisterschaft und mit einem weiteren Meisterpokal. Eine Reihe von Podiumsplatzierungen reichten zum Titel. Die Formel 1 begann zu locken. Zum Saisonende bot Benetton Pizzonia einen Test an. WilliamsF1 allerdings schloss mit ihm einen langfristigen Vertrag ab.

So startete der Brasilianer 2001 für das Petrobras Junior Team, einem Talentförderungsprojekt von WilliamsF1, in der internationalen Formel 3000. Das Fahrzeug war nicht konkurrenzfähig, was Pizzonia eindrucksvoll kaschierte. Ihm gelang ein Sieg, und am Ende wurde er Meisterschaftssechster. 2002 blieb er in der Formel 3000 beim Petrobras Junior Team, hatte parallel aber bereits einen Job als offizieller BMW WilliamsF1 Team Testfahrer.

Ende 2002 interessierte sich das Jaguar Formel-1-Team für den Südamerikaner und bat WilliamsF1, diesen von seinem Vertrag zu entbinden. Nach einem guten Wintertest unterschrieb Pizzonia als Teamkollege von Mark Webber bei Jaguar. Pizzonias Formel-1-Debüt wurde frustrierend. In keinem der ersten drei Saisonrennen kam er ins Ziel, weitere Ausfälle und Enttäuschungen folgten. Trotz vier Top-Ten-Platzierungen in elf Rennen entließ Jaguar Pizzonia nach dem britischen Grand Prix vorzeitig aus seinem Vertrag. Der Brite Justin Wilson wurde sein Nachfolger.

Ohne eine Möglichkeit, mitten in der Saison einen festen Platz im Rennwagen zu finden, kehrte Pizzonia zurück zum BMW WilliamsF1 Team. Er wurde neben Marc Gené zweiter Testfahrer und unterstützte die massive Weiterentwicklung des FW25 während der Saison 2003. Sein Beitrag wurde hoch geschätzt, und so erhielt er auch für 2004 wieder einen Testfahrer-Vertrag im Team. Nach Ralf Schumachers Unfall in Indianapolis wurde Pizzonia Ersatzmann des Deutschen bei den Rennen in Hockenheim, Budapest, Spa und Monza. Obwohl Pizzonia über wenig Grand-Prix-Erfahrung verfügte, beendete er drei der vier Rennen als Siebter und holte sechs WM-Punkte für das Team.

Um vom anstrengenden Leben in der Formel 1 zu entspannen, zieht sich Pizzonia am liebsten mit seiner Freundin Maureen und der im Dezember 2004 geborenen Tochter Sofia in seine Wahlheimat Monaco zurück. Mit Vorliebe malt er dort oder musiziert mit einem der Instrumente aus seiner umfangreichen Sammlung. Strandaufenthalte, Windsurfing oder Kitesurfing stehen auch bei Heimatausflügen zu der Familie in Brasilien hoch im Kurs. Wie seine Teamkollegen stellt auch er sich nicht nur auf der Rennstrecke dem sportlichen Wettbewerb. Er integriert gern Ausdauer-Events in sein Trainingsprogramm, dazu gehörte 2002 auch der New York Marathon.