Antoine Debons commence le cyclisme au Vélo-Club Excelsior Martigny, anciennement dirigé par son père Alexandre. Dessinateur en bâtiment de formation[1],[2], il connaît sa première sélection en équipe nationale en 2016 pour le Tour du Pays de Vaud, manche de la Coupe des Nations Juniors[3].
En 2019, il se classe notamment septième du Giro del Belvedere. Il participe également au Tour de l'Avenir, où il remporte le contre-la-montre par équipes avec ses coéquipiers de la sélection suisse[4]. Il intègre ensuite la formation Akros-Excelsior-Thömus en 2020, après la disparition de sa précédente équipe IAM Excelsior. Dans un calendrier perturbé par la pandémie de Covid-19, il réalise son meilleur résultat en aout avec une troisième place sur la première étape du Tour de Savoie Mont-Blanc.
Toujours sans contrat professionnel pour la saison 2021, Antoine Debons se résout finalement à rejoindre l'équipe continentale autrichienne Vorarlberg au mois d'avril[5]. Il décide cependant de quitter le niveau continental en 2022 pour signer au club français Charvieu-Chavagneux IC, afin de se libérer de son statut habituel d'équipier[6]. Au printemps, il est retenu au sein d'une sélection suisse pour participer au Tour de Romandie, sa première course World Tour[7]. Lors de la première étape, il participe à une échappée de cinq coureurs et reçoit le prix de la combativité[8].
En , il rejoint l'équipe Philippe Wagner Cycling Team. Grâce à ses résultats, il signe son premier contrat professionnel avec l'équipe Corratec-Vini Fantini[réf.nécessaire].
Champion de Suisse des élites nationaux[9]
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