Antonello Palombi ha fatto il suo debutto come Pinkerton in Madama Butterfly. 

Si è poi affermato nel repertorio lirico, lirico spinto interpretando i ruoli principali in Carmen, Nabucco, Don Carlo, Aida, Tosca, Fedora, Norma, Turandot, La Fanciulla del West,  Manon Lescaut, Forza del Destino, Pagliacci, Otello e Andrea Chenier. 

Ha cantato in numerosi teatri tra cui 

Dallas Opera, Deutsche Oper di Berlino,  Teatro Regio di Torino, Teatro dell’Opera di Roma, Bayerische Staatsoper a Monaco di Baviera, Granteatro La Fenice di Venezia, New National Theatre di Tokyo, Royal Albert Hall a Londra, Glyndebourne Opera Festival, Allami Operahàz di Budapest, Teatro Sao Carlos di Lisbona, Teatro Bellini di Catania, Oper Frankfurt, Baltimore Opera, Alte Oper Frankfurt, Opernhaus di Zurigo, Opèra Royal de Wallonie di Liegi, Teatro Lirico di Cagliari, Seattle Opera, Teatro S. Carlo di Napoli, Hamer Hall di Melbourne, Palm Beach Opera, Michigan Opera a Detroit, Cincinnati Opera, Montecarlo Opera, Teatro alla Scala a Milano. 

E’ stato diretto,tra gli altri,da

Roberto Abbado, Yuri Ahronovitch, Bruno Aprea, Marco Armiliato, Christian Badea, Maurizio Barbacini, Bruno Bartoletti, Giordano Bellincampi, Oleg Caetani, Daniele Callegari, Bruno Campanella, Giuliano Carella, Paolo Carignani, Riccardo Chailly, Patrick Davin, Claudio Desderi, M° Franci, Riccardo Frizza, Sir John Eliott Gardiner, Herbert Handt, Zhang Jiemin, Andrea Licata, Alain Lombard, M° Olmi, Renato Palumbo, Antonio Pirolli, M° Ranzani, Donato Renzetti, Nello Santi, Viekoslav Sutej, Pinchas Steinberg, Marcello Viotti, Dean Williamson e Marco Zambelli. 

Gli impegni futuri comprendono

Trovatore, Andrea Chenier, Madama Butterfly, Tosca, Pagliacci, Le Villi, Aida, Mefistofele, Turandot, La Fanciulla del West, Manon Lescaut, Otello.