Когда отец вторично женился, у детей от первого брака не сложились хорошие отношения с мачехой, хотя они были дружны с ее родственниками. Во время Персидского похода семья сопровождала отца, но Мария и Антиох остались в Астрахани. Здесь в течение года мальчик учился в школе капуцинов и, возможно, именно здесь и состоялось его знакомство с Тредиаковским. Затем Антиох переехал в Дмитровку, куда был доставлен больной отец, и находился там до его кончины.
В 1724 году Антиох Кантемир решил подать прошение императору об отправке его за границу для обучения наукам за казенный счет. Прошение было подано во время коронации Екатерины I, но ответа на него он не получил и уехал в Петербург. В столице Антиох продолжает заниматься самообразованием и для «ексерциции» (упражнения) осуществляет перевод с латыни хроники византийского историка XII века Константина Манассии. В 1725 году Антиох становится слушателем Петербургской Академии наук, где проходит курс математики, физики, истории, нравственной философии и российской словесности. Словесность преподает И.Ю. Ильинский, который раньше жил в семье Кантемиров и занимался с детьми. Под его влиянием Антиох осуществляет свои переводы и пробует силы в лирике. Страсть к обучению и способности делают Антиоха одним из первых студентов.
Кантемиры живут вместе и одинаково пользуются доходами с имений отца. Но в 1727 году ситуация меняется. Брат Константин, женившись на дочери князя Голицына, благодаря вмешательству всесильного тестя, становится единоличным владельцем трех четвертей наследства. Еще четверть наследства досталась вдове Дмитрия Кантемира. Таким образом, сестра Мария и остальные братья остались без средств, а все попытки восстановить справедливость не дали результатов. Антиох Кантемир был вынужден оставить занятия наукой и начать военную службу в Преображенском полку, куда он был записан еще в 1715 году. В феврале 1728 года полк был переведен в Москву, а после коронации Петра II Кантемир получает чин подпоручика, а затем и поручика. Военную службу Антиох совмещает с занятием литературой, и прежде всего переводами. Уже в следующем году вниманию публики были предложены блестящие сатиры молодого литератора. В них Кантемир резко обличает порушенные идеалы, связанные с преобразовательной политикой Петра Великого, выступает против невежества и других пороков общества. В основу сатиры им были взяты персонажи с античными именами, а создавая новый для русской литературы жанр, Антиох ориентировался на Горация и Буало, которых много цитировал в примечаниях. На Кантемира обратил внимание Феофан Прокопович и приблизил его к своему кругу. В том же 1729 году из Коллегии иностранных дел был дан указ, по которому Кантемиру было велено перейти на службу в коллегию и отправиться во Францию. Однако исполнение указа было отложено, и Антиох был оставлен на службе в гвардии.
