Антон Шагин появился на свет в Калининской области. Отца мальчик никогда не видел, с самого раннего возраста его воспитанием занимались дедушка и бабушка. В дошкольном возрасте он ходил с фамилией дедушка, а позже взял фамилию отчима.
В четырнадцатилетнем возрасте Антон потерял маму. В школе он вёл себя довольно плохо, поэтому после девятого класса его «попросили» из школы. Отучившись в местном ПТУ, юноша работал слесарем на заводе. Уже в ПТУ Шагин начал интересоваться искусством, посещая драмкружок.
Учительница по литературе порекомендовала молодому человеку попытать своё счастье в каком-нибудь театральном училище. Позже Антону действительно пришлось попробовать, ведь в родном городе его ничего не держало. Юноша направился в Москву, там стал учеником МХАТа.
Будучи студентом он был удостоен премии «Золотой лист». После обучения Антона пригласили в труппу Российского молодежного театра, проработав там до 2009, актер перешёл в «Ленком». До сих пор он остаётся верен сцене этого театра.
В кино мужчина дебютировал в 2007, сыграв второстепенного персонажа. А вот чуть позже, спустя год, он исполнил свою звёздную роль в картине «Стиляги». На сегодняшний день за спиной у актёра сорок пять работ.
В личной жизни актер счастлив с Вероникой Исаевой. Она также выпустилась из школы-студии. В 2008 в паре родился сыночек — Матвей, а ещё спустя шесть лет — дочка Полина. Дети Антона отдают предпочтение занятиям спортом.
Супруга Антона не снимается в кино. Она предпочла посвятить себя семье и преподавательской деятельности. Сейчас семья счастливо живёт, часто бывая на съёмках с актёром.