Nach einer Lehre als Stubenmaler begann er 1860 seine Ausbildung an der Berliner Akademie und setzte sie 1862 in Karlsruhe fort. 1871 wieder in Berlin, wurde er offizieller Historienmaler des Preußischen Hofes und 1875 Direktor der Hochschule für Bildende Künste. Bis 1895 stand er dem Verein Berliner Künstler vor. Anton von Werner begann als Illustrator, entdeckte jedoch bald die historische Genremalerei und die Landschaftsmalerei. Er illustrierte zunächst Viktor von Scheffels weit verbreitete Historienromane. Frühe Historienbilder sind "Luther vor Cajetan" und "Konradin im Gefängnis" (1866). Im Deutsch-Französischen Krieg war er als Dokumentarist tätig und brachte zahlreiche Porträtstudien der hohen Generalität mit, die ihm bei späteren Historienbildern als Vorlage dienten, z. B. "Moltke und der Generalstab vor Paris" (1883), "Moltke bei Sedan" (1884), "Im Etappenquartier vor Paris" (1884). Bis heute bekannt ist er als Maler der "Proklamierung des Deutschen Kaiserreiches. 18. Januar 1871" (Erstfassung 1873/77 im Weißen Saal des Berliner Schlosses, Kriegsverlust; zweite Fassung 1882 für die Ruhmeshalle des Berliner Zeughauses). Der Mosaikfries zur Reichsgründung am Sockel der Siegessäule (1873-1875) ist nach seinen Entwürfen geschaffen worden. Für den Festsaal des Berliner Rathauses entstand "Der Kongreß zu Berlin. 13. Juli 1878" (1881), ferner eine Fülle von Bildern über Berliner Hoffestlichkeiten und Tagesereignisse. Am Karlsbad 21 in Tiergarten hatte er sein Atelier. Sein Ehrengrab befindet sich auf dem Evangelischen Alten Friedhof der Zwölf-Apostel-Gemeinde I, Kolonnenstraße 24–25, Schöneberg.