A 5 anni Anthony si trasferì con la sua famiglia a Cleveland[1] dove cominciò a studiare la tromba con suo padre Guerrino (o Quirino) Antonini, che era nato a San Demetrio ne' Vestini (L’Aquila) ed era emigrato in America nel 1914.
Anthony suonò con l'orchestra di Glenn Miller dal 1940 al 1941[2], prima di arruolarsi nella Marina americana, durante la Seconda guerra mondiale. Dopo la guerra formò il suo gruppo musicale: la Ray Anthony Orchestra, che divenne molto popolare negli anni cinquanta, con incisioni che includono le canzoni classiche ballabili come The Bunny Hop e Hokey Pokey, nonché il tema musicale della serie televisiva Dragnet.
Dal 1953-1954 Anthony fu il direttore musicale della serie televisiva TV's Top Tunes, e apparve nel film Papà Gambalunga (1955), interpretato da Fred Astaire. Nello stesso anno sposò il sex symbol dell'epoca, l'attrice Mamie Van Doren, e intraprese una breve carriera d'attore. Apparve infatti in diversi film durante gli anni cinquanta, tra cui I cinque penny (1959), in cui fece la parte di Jimmy Dorsey)[3] e Operazione segreta (1958) e Girls Town (1959), entrambi a fianco della Van Doren.
Anthony divorziò dalla Van Doren nel 1961[4], mentre la sua breve carriera d'attore terminava. Proseguì comunque il suo percorso artistico musicale ed ebbe un altro successo discografico con il tema della serie televisiva Peter Gunn, composto da Henry Mancini, anche lui musicista d'origini abruzzesi.