Antonio Decaro è nato a Bari il 17 luglio del 1970.
A 25 anni si laurea in ingegneria civile, sezione trasporti. Esercita la libera professione, lavora presso il Politecnico di Bari e a 29 anni diventa vice capo compartimento dell’Acquedotto Pugliese.
Nel 2000 è iniziata la collaborazione con l’ANAS, come direttore servizi dei tecnici compartimentali, direttore del centro manutenzione della Provincia di Bari e direttore regionale dell’Ufficio progetti.
Nel 2004 il Sindaco di Bari Michele Emiliano lo nomina assessore alla mobilità e al traffico del Comune di Bari nella sua prima Giunta, in qualità di tecnico esperto esterno. Nel 2008, grazie ai numerosi interventi realizzati, riceve il premio «Amico della bicicletta» da parte della FIAB (Federazione Italiana Amici della Bicicletta). Nello stesso anno Legambiente lo premia «Ambientalista dell’anno 2008».
Nel 2010 è eletto consigliere regionale in Puglia nella circoscrizione di Bari. In Regione ha ricoperto il ruolo di Capogruppo del PD fino ad aprile del 2013 mantenendo l’incarico di consigliere delegato alla mobilità, in forma gratuita. Durante il mandato in Regione è stato il promotore di proposte di legge approvate dal consiglio regionale sul pluralismo informatico e sull’adozione e la diffusione del software libero e sull’attività ricettiva di albergo diffuso. Tra le proposte di legge alle quali ha lavorato c’è l’istituzione dell’anagrafe pubblica degli eletti e sulla trasparenza e l’informazione.
A novembre 2012 viene approvata in Consiglio regionale la legge «Interventi per favorire lo sviluppo della mobilità ciclistica» di cui è il primo firmatario.
A dicembre 2012 si candida alle “parlamentarie” per il Partito Democratico risultando il primo degli eletti nella componente maschile.
Il 15 marzo 2013, con l’avvio della XVII legislatura, è stato proclamato Deputato della Repubblica italiana. In Parlamento è stato componente dell’intergruppo parlamentare per la mobilità nuova/mobilità ciclistica, e insieme ad altri parlamentari si è impegnato nella scrittura della legge nazionale sulla Mobilità ciclistica. L’11 gennaio 2014, si candida alla carica di primo cittadino di Bari. L’8 giugno 2014, al secondo turno è eletto Sindaco della città di Bari.
Nel giugno 2014 viene nominato componente ANCI in seno alla conferenza Stato-Città Autonomie Locali e alla Conferenza Unificata.
Dal 1° gennaio 2015 è Sindaco della Città Metropolitana di Bari.
Il 29 gennaio 2015 viene nominato vice Presidente ANCI Nazionale con delega “Mezzogiorno e Politiche per la Coesione Territoriale” e componente del comitato delle Regioni, organo consultivo dell’Unione europea, con sede a Bruxelles, che dà voce agli enti regionali e locali.
Da agosto 2016 è Presidente del Consiglio di Indirizzo della Fondazione Petruzzelli e Teatri di Bari.
Da ottobre 2016 è Presidente dell’ANCI: l’elezione è avvenuta durante i lavori della 33ma Assemblea Nazionale che si è svolta a Bari, dal 12 al 14 ottobre.
Da giugno 2018 è Consigliere di Amministrazione della Cassa Depositi e Prestiti.
In prossimità della scadenza del secondo mandato da sindaco, nel maggio del 2024, in occasione delle elezioni europee, viene candidato nella lista del PD per la circoscrizione meridionale. Risulta poi eletto con 499.661 preferenze.