Jako urbanista, Jacques Denis Antoine jest autorem wielu projektów modernizacji Paryża. Na île de la Cité projektował dziedziniec i perystyle przed katedrą Notre-Dame, kościół de la Madeleine imitujący rzymski Panteon Agryppy oraz nowe fasady na Placu Dauphine przypominające te z hôtel des Monnaies. Projektował także połączenie Luwru z pałacem Tuileries.
Zbudował liczne budynki szpitalne: Hôpital de la Charité w Paryżu, gdzie po raz pierwszy użył tzw. « porządku archaicznego » z Paestum, hospicjum La Rochefoucauld w Paryżu, kolejne w Charenton, Niort oraz Senlis. Pracował także przy budowie Pałacu Sprawiedliwości zastępując Claude-Nicolas Ledoux w 1787. Jego reputacja ustaliła się także poza granicami Francji, powierzano mu także projekty w Anglii, Szwajcarii i Hiszpanii.
Członek Akademii Sztuk Pięknych i Instytutu Francji w 1799, nie angażował się w wydarzenia polityczne rewolucji francuskiej, był jednak przez pewien czas uwięziony w grudniu 1793, oskarżony o zaprojektowanie podziemnego tunelu między hôtel des Monnaies oraz Sekwaną, którym mieli się przedostawać agenci angielscy kradnący francuskie rezerwy złota. Zdołał się jednak oczyścić z tych fikcyjnych zarzutów.