Antoine Pevsner nasce a Orel, in Russia, il 18 gennaio 1884. Abbandonata l’Accademia di Belle Arti di San Pietroburgo nel 1911, si reca a Parigi, dove ammira i lavori di Robert Delaunay, Albert Gleizes, Jean Metzinger e Fernand Léger. Durante una seconda visita a Parigi nel 1913 incontra Amedeo Modigliani e Alexander Archipenko, che incoraggiano il suo interesse verso il Cubismo. Trascorre gli anni di guerra 1915-17 a Oslo con il fratello Naum Gabo. Ritorna in Russia nel 1917 e insegna con Vasily Kandinsky e Kazimir Malevich all’Accademia di Belle Arti di Mosca.

Nel 1920 Pevsner e Gabo pubblicano il Manifesto realista e nel 1922 espongono le loro opere all’“Erste russische Kunstausstellung” allestita alla Galerie van Diemen a Berlino e patrocinata dal governo sovietico. L’anno seguente Pevsner visita Berlino, dove incontra Marcel Duchamp e Katherine Dreier. Si stabilisce definitivamente a Parigi, ottenendo nel 1930 la cittadinanza francese. Nel 1926 le sue opere sono esposte alla Little Review Gallery di New York. L’anno dopo disegna con Gabo le scenografie per il balletto La Chatte prodotto da Sergeij Djaghilev. A Parigi i due fratelli sono a capo del gruppo costruttivista nell'ambito di Abstraction-Création, un’associazione di artisti rappresentanti diverse correnti di arte astratta.

Negli anni trenta le sue opere sono esposte in varie mostre ad Amsterdam, Basilea, Londra, New York e Chicago. Nel 1946 crea, insieme a Gleizes, Auguste Herbin e altri, il gruppo Réalités Nouvelles, la cui prima mostra si tiene a Parigi l’anno seguente, al Salon des Réalités Nouvelles. Nel 1947 la Galerie René Drouin, a Parigi, organizza una sua personale. L’anno dopo il Museum of Modern Art di New York presenta la mostra “Gabo-Pevsner”. Nel 1952 partecipa alla rassegna “Chefs-d’oeuvre du XXe siècle” promossa dal Musée National d’Art Moderne di Parigi, dove nel 1957 è allestita una sua personale. Nel 1958 espone nel padiglione francese della Biennale di Venezia. L’artista muore a Parigi il 12 aprile 1962.