Machado est né à Séville un an après son frère Manuel. Sa famille s'installa à Madrid en 1883 et les deux frères rejoignirent l'Institution libre d'enseignement. Durant trois ans, et avec l'encouragement de ses professeurs, Antonio se découvrit une passion pour la littérature. Il perdit son père en 1893, alors qu'il n'avait que 17 ans. Il effectua plusieurs métiers, dont celui d'acteur. En 1899, il se rendit à Paris avec son frère, qui avait obtenu un emploi de traducteur à la maison Garnier. Il entra alors en contact avec les poètes Jean Moréas, Paul Fort et Paul Verlaine, et d'autres figures de la littérature contemporaine, dont Rubén Darío et Oscar Wilde. Ces rencontres confortèrent Machado dans sa décision de devenir lui-même poète.

En 1901, il publia ses premiers poèmes, dans le journal littéraire Electra. Son premier livre de poésies fut publié en 1903 sous le titre Soledades. Une nouvelle édition complétée paraîtra en 1907 sous le titre Soledades. Galerías. Otros Poemas.

La même année, Machado se vit offrir une place de Professeur de Français à Soria. Là, il rencontra Leonor Izquierdo Cuevas, avec laquelle il se maria en 1909. Il avait 34 ans et Leonor 15 seulement. Le couple se rendit de nouveau à Paris en 1911. Pendant l'été cependant, Leonor, atteinte de tuberculose, dut retourner en Espagne où elle mourut le 1er août 1912, quelques semaines après la publication de Campos de Castilla. Très affecté, Machado quitta Soria pour ne jamais y retourner. Il alla vivre à Baeza, en Andalousie, où il resta jusqu'en 1919. Une nouvelle édition de Campos de Castilla fut publiée en 1916, incluant des poèmes relatifs à la mort de Leonor.

Entre 1919 et 1931, Machado fut Professeur de Français à Ségovie, plus proche de Madrid où habitait son frère. Les deux frères se rencontraient régulièrement et collaborèrent dans de nombreuses pièces de théâtre à succès. Il eut une histoire secrète avec Pilar Valderrama, une femme mariée, qu'il évoquera dans ses poèmes sous le