До старших классов школы не демонстрировал актерских талантов. После поступления в местное ПТУ, стал принимать активное участие в самодеятельности, а после получения специальности слесаря отправился «покорять Москву».
С первого раза поступил в школу-студию МХАТ, на курс Золотовицкого и Земцова. В 2006 году успешно окончил обучение и остался работать в столичном театре. Успешно работал в Ленкоме, российском академическом молодежном театре, МХТ имени Чехова.
Что касается карьеры в кинематографе, то наиболее заметные свои роли Антон Шагин сыграл в 2007 и 2008 годах, когда принимал участие в главных ролях фильмов «Тиски» и «Стиляги» у режиссера Валерия Тодоровского.
По признанию самого режиссера, перед съемками фильма «Тиски» в будущей съемочной группе подобралось большое количество действительно профессиональных людей, в том числе и достаточно хорошо подготовленный актерский состав, больше чем на половину состоящий из молодых студентов и выпускников театральных вузов обеих столиц. Изначально «Тиски» задумывался как мюзикл, но из-за проблем с финансированием пришлось со временем отказаться от этой идеи и создать художественный фильм.
Однако в карьере молодого актера Антона Шагина наиболее широким успехом стали съемки в музыкальном фильме «Стиляги», в котором повествуется о нелегкой судьбе молодых поклонников западной культуры в советском обществе. Так, его герой, который проходит долгий путь от идейно верного комсомольца до заводил московского стиляжного движения, надолго остался в памяти зрителей, а самого актера Шагина стали всерьез воспринимать достаточно известные режиссеры театра и кино обеих столиц.
