Ilaria Antoniani studia per quattro anni presso la Scuola di Teatro Cassiopea diretta da Tenerezza Fattore, seguendo successivamente stages e brevi corsi di teatro sperimentale, laureandosi nel frattempo in Lettere con una tesi in Storia e Critica del Cinema presso l'Università La Sapienza di Roma.
Dopo anni di lavoro sul palco, tra Giulietta, Maria di Storia di una capinera e tanti altri personaggi tratti dalla letteratura e dal teatro classico, si iscrive ad una Scuola di Cinema frequentando master e stage intensivi. Gira una serie di cortometraggi ed ottiene piccoli ruoli o personaggi più importanti in film indipendenti. Lavora con Marco Bellocchio e nel contempo posa anche per pittori e fotografi affermati, utilizzando quest'ultimo mestiere come ulteriore interpretazione ed espressione del corpo.