Antonio Vitorino participe en à la création de l’Union de la gauche pour la démocratie socialiste (UEDS). Lors des élections législatives de , il postule dans le district de Porto sur la liste du Front républicain et socialiste (FRS), une coalition réunissant notamment le PS et l’UEDS et se trouve élu député à l’Assemblée de la République à l’âge de 23 ans. Il obtient en une licence en droit à l’université de Lisbonne. Il y enseigne à partir de l’année suivante.
Il est réélu député aux élections législatives anticipées de . Il est alors nommé à 26 ans secrétaire d’État aux Affaires parlementaires dans le gouvernement de grande coalition de Mário Soares. En élu dans le district de Braga, et prend la présidence de la commission parlementaire des Affaires constitutionnelles.
En 1986, il devient secrétaire adjoint du gouverneur de Macao. En parallèle, il obtient une maîtrise en droit et sciences politiques. Il retrouve l’Assemblée de la République en , représentant le district de Guarda. Lors du renouvellement du Tribunal constitutionnel de l’été , il est élu à 32 ans juge constitutionnel, sur proposition du Parti socialiste.
Il remet sa démission le , pour postuler aux élections européennes en tête de la liste socialiste. Il accède ainsi au Parlement européen et prend la présidence de la commission des Libertés civiles.
Lors des élections législatives de , il est réélu député, dans le district de Setúbal. Le suivant, António Vitorino est nommé à 38 ans ministre de la Présidence et ministre de la Défense nationale du XIIIe gouvernement constitutionnel, du Premier ministre António Guterres.
, il devient commissaire européen à la Justice et aux Affaires intérieures (JAI) dans la commission Prodi.
Avocat de profession, il a été vice-président de Portugal Telecom International, membre du conseil d’administration de Siemens Portugal, président de la fondation Res Publica — proche du PS — et commentateur politique sur RTP 1.
Antonio Vitorino a été président de l’Institut Jacques Delors entre à .
En , António Vitorino est élu directeur général de l’Organisation internationale pour les migrations (OIM).