Między 9 a 11 kwietnia 1940 został zamordowany w Katyniu przez funkcjonariuszy Obwodowego Zarządu NKWD w Smoleńsku oraz pracowników NKWD przybyłych z Moskwy na mocy decyzji Biura Politycznego KC WKP(b) z 5 marca 1940. Ofiary tej zbrodni grzebano w bezimiennych mogiłach zbiorowych, gdzie od 28 lipca 2000 mieści się oficjalnie Polski Cmentarz Wojenny w Katyniu. W miejscu tym prowadzone były ekshumacje i prace archeologiczne. W 1943 zidentyfikowano go podczas ekshumacji nadzorowanych przez Niemców, pod numerem 492 – raport dzienny z 24 kwietnia 1943. Przy zwłokach Antoniego Stefanowskiego zostały odnalezione wizytówki oraz dwa kwity. Figuruje na liście Komisji Technicznej PCK pod numerem 0492. W Archiwum Robla wymieniony we wpisach z 12 września i 30 października 1939 w pamiętniku znalezionym przy szczątkach Stefana Pieńkowskiego (pakiet 0988-07, 11), a także wskazany na liście oficerów – jeńców obozu w Putywlu, pod adresem „Warszawa”, na kartce znalezionej przy szczątkach Zygmunta Stasiewicza (paczka 0712-02). Jego symboliczny grób znajduje się na cmentarzu Powązkowskim w Warszawie (pod murem V-grób 64/65).