Cursó sus estudios en la Universidad Nacional de Buenos Aires, donde se recibió de Contador Público Nacional en 1944, y de Doctor en Ciencias Económicas en 1948.
Antes de encauzarse en la política, se licenció de contador público en 1944 y en 1948 de Doctor en Ciencias Económicas, con sendos títulos de la Universidad de Buenos Aires.
Incluso antes de su etapa universitaria (desde 1938) había trabajado como miembro de la Acción Católica Argentina.
Fue dirigente juvenil dentro de la Universidad, desempeñando diferentes cargos, como Presidente de la Asociación de Estudiantes, Delegado Estudiantil y Secretario Político del Consejo Supervisor, entre otros. Además desempeñó cargos docentes desde 1952 hasta el año 1984.
Siendo muy joven, Cafiero fue designado consejero financiero en la embajada argentina en Washington (1948-1951), luego director del departamento socioeconómico de la Cancillería (1951-1952), y más tarde ministro de Comercio Exterior (1952-1955).
Comenzaría a militar en el peronismo desde la famosa marcha del 17 de octubre de 1945, que dio origen al "Día de la Lealtad Peronista", como un joven participante. Sin embargo, no obtendría un cargo de alto rango dentro del partido sino hasta 1962, cuando fue nombrado Secretario Político del Consejo Supervisor y luego Coordinador del Movimiento Nacional Justicialista, en épocas donde el peronismo se encontraba con su líder exiliado a miles de kilómetros de distancia.
En 1964 fue nombrado Secretario Político del Consejo Supervisor del Partido Justicialista y en 1971 fue nombrado Director del Consejo de Planificación de tal partido.
De 1986 a 1991 fue Presidente del Consejo Provincial del PJ en Buenos Aires y de 1987 a 1990 Presidente del Consejo Nacional del PJ. A partir de ese año desempeñó el rol de Secretario General del Bloque de Senadores Justicialistas.
Habiendo sido uno de los pocos dirigentes estudiantiles que apoyaron a Perón; el aval de Eva Perón y su reconocida capacidad de trabajo -según relata en sus Memorias-, le valieron ser nombrado en cargos públicos desde el primer gobierno peronista.
Siendo muy joven, entre 1948 y 1951, fue designado como Consejero financiero en la embajada argentina en Washington DC. Entre 1951 y 1952, fue Director del Departamento Socioeconómico de la Cancillería. Fue luego Ministro de Comercio Exterior de la Nación, entre 1952 y 1955.
Después del golpe militar encabezado por el sector nacionalista del General Lonardi, en la autodenominada Revolución Libertadora, estuvo preso por razones políticas un año, tras lo cuál marchó brevemente al exilio. A partir de allí hasta 1972 militó activamente en la denominada "resistencia peronista". Asimismo, Antonio Cafiero visitó en su exilio a Perón en varias oportunidades hasta su regreso a la Argentina.
Tras la conovocatoria a elecciones del Presidente Lanusse para marzo de 1973 (y proscripta la candidatura de Perón por los militares), un sector del sindicalismo encabezado por Lorenzo Miguel y Rucci, impulsó la candidatura de Cafiero a Presidente por el justicialismo. Finalmente el candidato por el que se inclinó Perón fue Héctor Cámpora, al parecer molesto por el acercamiento de Cafiero al gobierno militar de entonces. En sus Memorias, Cafiero interpreta que fue víctima de una operación de prensa de los militares que lo terminó perjudicando.
En 1973 fue nombrado Presidente de la Caja Nacional de Ahorro y Seguro. Fue más tarde Secretario de Comercio de la Nación. Durante la presidencia de Isabel Perón, fue Interventor Federal de la Provincia de Mendoza entre agosto de 1974 y mayo de 1975, Ministro de Economía de la Nación (1975 - 1976) y finalmente Embajador ante la Santa Sede en 1976, cargo al que debió renunciar debido al golpe militar de ese año, regresando a la Argentina donde fue privado de su libertad por los militares por segunda vez.
En 1983, con la restauración democrática argentina, Cafiero se convirtió en uno de los dirigentes más importantes y convocantes del justicialismo. Lideró el Movimiento Unidad, Solidaridad y Organización (MUSO) y fue precandidato presidencial en la interna peronista, en la que su candidatura perdió frente a la fórmula Italo Argentino Luder - Deolindo Felipe Bittel.
Perdida su candidatura a presidente, le quedaba a Cafiero ser el número puesto como candidato de consenso a gobernador en la Provincia de Buenos Aires. Sin embargo, al tratarse de una elección indirecta (a través de delegados), el sector encabezado por Herminio Iglesias decidió desconocer el acuerdo previo con Cafiero y nominar al propio Herminio como candidato a gobernador de la Provincia de Buenos Aires. El justicialismo finalmente perdió la elección frente al candidato radical Alejandro Armendáriz.
Después de la derrota del Partido Justicialista en 1983, fundó junto a Carlos Menem y Carlos Grosso, la "Renovación Peronista". En las elecciones legislativas de 1985, encabezó la lista de Diputados Nacionales de la Provincia de Buenos Aires por el Frente Renovador Justicialista. Tras un difícil acuerdo (en la que intervino principalmente el dirigente Julio Mera Figueroa), y aunque el sector de Herminio Iglesias objetó la legalidad de una lista paralela a la del justicialismo oficial que él encabezaba, la jueza Servini de Cubría finalmente autorizó la lista de Cafiero.
Su último libro fueron sus Memorias: "Militancia sin tiempo: mi vida en el peronismo" (2011).
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