Francesco Antolisei nacque a San Severino Marche, in provincia di Macerata, nel 1882. Laureatosi in giurisprudenza, per motivi economici non poté dedicarsi interamente alla ricerca fin da subito, ma collaborò saltuariamente con Luigi Lucchini e Silvio Longhi alla Rivista penale e alla Rivista di diritto e procedura penale mentre lavorava come impiegato. In questi anni scrisse un saggio dedicato al tema del delitto mancato, nel 1911, da cui emerse la sua caratteristica attenzione per la storia e per la filosofia nell’affrontare le materie criminalistiche. Nel 1922 approfondì con un altro saggio il tema del pericolo astratto, suggerendo che venisse rinominato “pericolo presunto”.
Vent’anni dopo la laurea, nel 1927, conseguì infine la libera docenza, grazie a una monografia sull’azione e l’evento nel reato. Da allora in poi si dedicò all’attività di ricerca a tempo pieno. Nel 1931 arrivò secondo al concorso bandito dall’università di Sassari, dove insegnò per due anni, per poi trasferirsi all’università di Parma, dove fu anche preside di facoltà e direttore dell’istituto giuridico. Dal 1934 diresse la Rivista italiana di diritto penale, assieme a Giacomo Delitala.
Nel saggio Per un indirizzo realistico nella scienza del diritto penale (1935), si dichiarò fautore dell’indirizzo realista, esaltandone la capacità, sconosciuta al dogmatismo puro, di comprendere i rapporti sociali alla base della teoria generale del diritto penale. “Questo orientamento afferma che (…) il fatto o il rapporto sociale regolato dalla legge costituisce la sostanza di cui il diritto è materiato e che esso deve essere tenuto costantemente presente al fine di evitare che lo studio del diritto si riduca a una nuova esercitazione logica.”
Nel volume Problemi penali odierni (1940), Antolisei confessò la difficoltà di accettare la teoria dell’unità organica del sistema punitivo, secondo la quale tutte le pene sono riconducibili alla categoria della semplice retribuzione. Trovava, infatti, che molte pene fossero ispirate dalle esigenze di prevenzione speciale. In merito al rapporto tra morale e diritto penale, sostenne che le due realtà andassero considerate separatamente, in quanto i reati non sempre sono anche azioni immorali. Anzi, scopo del diritto penale non è solo quello di conservare la società così com’è, dunque punendo gli atti che si contrappongano alla morale di un certo periodo storico, ma anche di migliorarla, portando infine all’evoluzione della gerarchia di valori condivisa.
Dopo aver insegnato anche a Genova, Antolisei rimase presso l’università di Torino fino al collocamento fuori ruolo. A Torino pubblicò la prima edizione della parte generale del suo Manuale di diritto penale, nel 1947. Nel 1954 pubblicò anche i due volumi di parte speciale. Il manuale ebbe subito grande successo, grazie anche al tipico stile espositivo di Antolisei: chiaro, lineare, comprensibile.