Fils de Marcel Poncet et petit-fils du peintre Maurice Denis, Antoine Poncet découvre la sculpture, d'abord avec Casimir Reymond à Lausanne, puis avec Germaine Richier à Zurich (1942) et enfin avec Jean Arp dont il a été assistant et l'ami. Comme ce dernier, il développe une sculpture abstraite rigoureuse. Il est élève à l'Ecole cantonale des beaux-arts de Lausanne de 1942 à 1945.

En 1955, il rejoint le Collège vaudois des artistes concrets fondé par Arthur Jobin, Charles-Oscar Chollet, André Gigon, Jean-Claude Hesselbarth et Denise Voïta. Il réalise sa première exposition personnelle peu de temps après à la Galerie Iris Clert à Paris (1959). Antoine Poncet participe dès lors à de nombreuses manifestations.

Membre du Jury du Prix Bourdelle; 1961-1965, il participe aux Biennales d'Anvers - Middelheim, et en 1963, au Symposium de sculpture de Manazvru (Japon). En 1969, il est Président du Comité du Salon de Mai. En 1983 il reçoit le Prix Henry Moore du Musée de Hakone (Japon) et en 1996 le Prix de l'Hermitage (Lausanne).

Sites mentionnés; Françoise Jaunin, 24 Heures, 2005/05/11, p. 16 [BCULausanne/Doc. vaudoise/bs/2009/01/13]