Antonietta Raphael nasce a Kovno, un piccolo villaggio nei pressi di Vilnius, oggi capitale della Lituania, il 29 luglio. L'anno di nascita, 1895, è sempre rimasto incerto. Il padre Simon, rabbino della piccola comunità ebraica, muore nel 1903. La vita per la famiglia diventa molto difficile, in un clima in cui monta l'antisemitismo fomentato dalla polizia zarista. Nel 1905 la famiglia di Antonietta emigra a Londra. Qui Antonietta vive per quasi vent'anni. Si diploma in pianoforte alla Royal Academy e vive dando lezioni di solfeggio.

Ha quasi trent'anni quando lascia Londra nel corso del 1924, per un viaggio solitario senza una meta precisa: si ferma a Parigi per alcuni mesi e poi giunge a Roma con l'intenzione forse di proseguire verso la Grecia, forse l'Egitto. Ma Roma con i suoi colori mediterranei è una rivelazione. E poi qui incontra Mario Mafai e ne diviene, con alterne vicende, la compagna di una vita. Nel 1928 Antonietta e Mario, che hanno già avuto la prima figlia Miriam, vanno a vivere in un appartamento di via Cavour. Sono anni felici per la vita privata (qui nascono anche Simona e Giulia), per la produzione artistica (è di questi anni il sodalizio artistico di Raphael e Mafai anche con Scipione che diede vita a quello che fu chiamato da Roberto Longhi Scuola di via Cavour) e per le prime apparizioni pubbliche.

Tra il 1930 e il 1933 Antonietta, prima con Mafai e poi da sola, vive tra Parigi e Londra dove frequenta lo scultore Epstein e dove forse nasce il desiderio di dedicarsi alla scultura.

Di ritorno a Roma Antonietta e Mario Mafai tornano a vivere insieme con le bambine presso la pensione Salus di piazza Indipendenza. Qui c'è un giardino e spazi sufficienti per sperimentare la scultura. Nel 1938, in seguito all'alleanza italo–tedesca vengono emessi i “provvedimenti per la difesa della razza italiana“, che negano agli ebrei impieghi pubblici e l'insegnamento. I tempi si fanno cupi e la famiglia ripara in campagna, vicino Forte dei Marmi, e poi a Genova, in una casa procurata dagli amici e collezionisti Emilio Jesi e Alberto della Ragione. In questi anni la Raphael vive appartata e lavora intensamente mentre Mafai è richiamato alle armi fino alla fine del 1942. Nell'agosto del 1943, poco prima dell’occupazione nazista, la famiglia torna a Roma.Alla fine della guerra, nel 1945, Antonietta torna a Genova dove rimane fino al 1950, anno in cui torna definitivamente a Roma. Arrivano le prime mostre importanti: con Mafai alla Galleria Barbaroux nel 1947 e poi la Quadriennale di Roma nel 1948 e alla Biennale di Venezia nel 1948 e nel 1950, nel 1952 e nel 1954. Gli anni '50 sono anche gli anni dei viaggi: più volte e lungamente in Sicilia, in Cina e in Spagna. Nel 1960 viene pubblicata la prima monografia e il Centro Culturale Olivetti le dedica un'antologica (39 dipinti e 13 sculture). Gli anni Sessanta continuano ad essere anni di grande lavoro (ancora sculture e grandi dipinti dedicati a temi biblici come Il cantico dei cantici e Le lamentazioni di Giobbe), ma anche anni di dolore per la malattia e poi la morte di Mafai nel 1965. Sul filo della memoria dipinge Omaggio a Mafai, una grande tela del 1966.

Prima del 1970 realizza la fusione di tutte le sue sculture. Incoraggiata da Giuseppe Appella si dedica con passione alla litografia mentre continua ad affrontare, con l'energia straordinaria che ha caratterizzato tutta la sua vita, le ultime due grandi tele, forse le più gioiose di tutte la sua produzione: Omaggio a Picasso e Grande Concerto sul Lago di Vico. Muore a Roma il 5 settembre 1975.