Ο Αντώνης Παπαδημητρίου είναι διακεκριμένος δικηγόρος και οικονομολόγος. Αποφοίτησε από τη Νομική Σχολή του Πανεπιστημίου Αθηνών το 1977 και απέκτησε μεταπτυχιακό τίτλο στο Δίκαιο των Μεταφορών στο Πανεπιστήμιο Aix-en-Provence της Γαλλίας. Εκπόνησε με επιτυχία τη διδακτορική του διατριβή στο Τμήμα Πολιτικής Επιστήμης και Δημόσιας Διοίκησης του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών. Είναι επίσης πτυχιούχος του Τμήματος Οικονομικών Σπουδών του London School of Economics. Ασκεί τη δικηγορία. Από το 1989 είναι δικηγόρος παρ' Αρείω Πάγω.
Από το 1992 μέχρι σήμερα είναι διευθύνων εταίρος στη δικηγορική εταιρεία Α.Σ. Παπαδημητρίου & Συνεργάτες.