Został wikariuszem przy jednym z kościołów parafialnych w Genui. Przez kolejne dwa lata wykładał w Carcare literaturę. Następnie został profesorem w wyższym seminarium duchownym, ucząc retoryki. Kolejny ordynariusz jego diecezji powierzył mu stanowisko prefekta studiów w seminarium. Był więc odpowiedzialny za całokształt studiów i wykładów. W tym czasie napisał bardzo praktyczną i pożyteczną rozprawkę zawierającą przepisy dobrego wychowania. Cały wolny czas poświęcał pracy kaznodziejskiej, udzielając się chętnie również w pracy duszpasterskiej w parafiach.

W roku 1826 został mianowany archiprezbiterem w Chiavari. Jako prepozyt i proboszcz kolegiaty troszczył się o powierzony sobie lud. Zajął się najpierw kartoteką, by mieć wykaz swoich parafian. Potem na polecenie biskupa podjął się budowy seminarium duchownego, jego wyposażenia i zapewnienia odpowiedniej obsady wykładowców. Teologię dogmatyczną oparł na św. Tomaszu z Akwinu, a teologię moralną - na św. Alfonsie Liguorim.

W roku 1827 Antoni Maria założył wśród kapłanów Kongregację Misjonarzy św. Alfonsa Liguori dla głoszenia misji i rekolekcji dla ludu. To zgromadzenie przestało istnieć wkrótce po śmierci założyciela. Szczególną opieką Antoni Maria otoczył sierociniec i "Panie Miłosierdzia", które ten zakład prowadziły. Był to zalążek przyszłego zgromadzenia zakonnego Córek Najświętszej Maryi z Orto, które założył w dwa lata potem (1829). Zwano je popularnie gianellami. Ich celem było udzielać możliwie bezpłatnie nauki i wychowywać po chrześcijańsku dzieci, a przez pracę i naukę zawodu przygotować ubogie dziewczęta do życia. Niedługo potem siostry przejęły prowadzenie miejskiego szpitala. W roku 1835 gianelle zostały zaproszone do miasta Spezia, gdzie również powierzono im prowadzenie szpitala. Siostry zdobyły sobie uznanie ofiarną posługą zarażonym w czasie epidemii cholery.

W roku 1837 na wniosek arcybiskupa Genui papież mianował Antoniego Marię Gianelli biskupem w Bobbio. Diecezja ta była w opłakanym stanie. Zlikwidowana w roku 1807 w czasie inwazji francuskiej na Włochy i przywrócona do istnienia po 10 latach, dwukrotnie przez dłuższy czas była pozbawiona pasterza. Trzeba więc było wszystko zaczynać od nowa. Antoni w swoim domu biskupim wprowadził życie na pół klasztorne, w duchu ewangelicznego ubóstwa. Zabrał się też do reformy duchowieństwa. Wykazywał wielką troskę o swoich kapłanów, także w zakresie ich potrzeb materialnych. Do pomocy duszpasterskiej wprowadził swoje siostry i swoich kapłanów zakonnych.

Zajął się także upiększeniem zaniedbanego sanktuarium św. Kolumbana. Odnowił je i odpowiednio uposażył. Napisał historię opactwa i jego słynnej biblioteki. Wielki ból sprawiło mu odstępstwo od wiary pewnego kapłana jego diecezji. Modlił się za niego i pokutował, aż go na nowo odzyskał. Do skuteczności reformy przyczynił się niewątpliwie fakt zwołania synodu diecezjalnego.

Wyczerpany nadmiernymi trudami, Antoni Maria udał się do Piacenzy, by nieco odpocząć. Tam zastała go śmierć 7 czerwca 1846 roku. Papież Pius XI w jubileuszowym roku świętym 1925 dokonał jego uroczystej beatyfikacji, a Pius XII w roku 1951 wyniósł go do chwały świętych. Jego śmiertelne szczątki spoczywają w kryształowej trumnie w krypcie katedry w Bobbio.

W ikonografii przedstawiany jest w stroju biskupa. Jego atrybutem jest mitra, paliusz, pastorał, księga, krzyż.