Fagundes descobriu seu gosto pela dramaturgia ainda na infância, quando participava de peças no Colégio Rio Branco, em São Paulo. O ator é carioca, mas se mudou para a capital paulista quando tinha 8 anos. Seu primeiro papel foi em 1963, aos 14 anos, na peça “A Ceia dos Cardeais”. Sua estreia na televisão foi aos 19 anos com uma participação na novela “Antônio Maria”, de 1968, exibida na extinta TV Tupi. O papel que tornou Antônio Fagundes um galã da TV foi o conquistador Petrucchio, da novela “O Machão” (1974).

Seu primeiro papel na Globo foi em 1976, em “Saramandaia”, e de lá para cá já atuou em mais de 20 novelas, entre elas: “Dancin’ Days” (1978), “Rainha da Sucata (1990), “O Rei do Gado” (1996), “Duas Caras” (2007) e no remake de “Gabriela” (2012).

Um dos seus grandes papéis foi na série “Carga Pesada”, na qual trabalhava ao lado do ator Stênio Garcia. O sucesso dos personagens Pedro (Antônio Fagundes) e Bino (Stênio Garcia) foi tanto que a primeira versão ficou no ar de 1979 a 1981 e depois ganhou um remake entre os anos de 2003 e 2007. No cinema, se destacou com o filme “Deus é Brasileiro”, lançado em 2003. Na década de 1970, atuou nas comédias eróticas “Elas São do Baralho” (1976) e “Eu Faço…Elas Sentem” (1975).

Além dos trabalhos como ator, Fagundes escreveu as peças “Pelo Telefone” (1980) e “Sete Minutos” (2002). Também já trabalhou na produção da peça “Fragmentos de um Discurso Amoroso” (1988).

Fagundes foi casado durante 15 anos com a bailarina e atriz Clarice Abujamra, com quem adotou três filhos – Antônio, Diana e Dinah. Após o fim da união, o galã se casou com a atriz Mara Carvalho. O casal se conheceu quando o ator fazia a seleção do elenco da peça “Fragmentos de um Discurso Amoroso” (1988). O casamento durou 12 anos e durante a relação eles tiveram um filho, Bruno, que também é ator. Ele ainda namorou a atriz Alexandra Martins durante quatro anos e terminou em junho de 2011. Em março de 2013, Fagundes assumiu o relacionamento com Arieta Correa, 27 anos mais nova.