Durante sus primera apariciones en Chicago Fire, Antonio Dawson es un detective del Departamento de Policía de Chicago (CPD) conocido por su profesionalismo y orgullo por su labor. A lo largo de su carrera, ha participado en múltiples operaciones encubiertas, incluyendo redadas de narcóticos, arrestos de alto perfil y casos de índole personal. Fue presentado por primera vez en el episodio "Cortesía profesional" después de que Gabby y sus colegas de Firehouse 51 rescataran a un niño y a su padre en un accidente automovilístico causado por un borracho Justin Voight, el hijo de Hank.

En una etapa crítica, Antonio resulta gravemente herido tras recibir un disparo desde un vehículo en movimiento. Gabriela, desesperada por obtener justicia, negocia con Voight, entonces encarcelado, para obtener información sobre el autor del atentado. Tiempo después, cuando Voight comienza a acosar al teniente Matthew Casey y a su prometida, la Dra. Hallie Thomas, Antonio lidera una operación encubierta que culmina con el arresto de Voight y su posterior encarcelamiento. Sin embargo, meses después, Asuntos Internos libera a Voight y lo asciende al rango de Sargento de la Unidad de Inteligencia.

Durante la quinta temporada, Antonio inicia una relación con la paramédica Sylvie Brett. La relación se ve afectada por tensiones familiares, en especial tras un altercado entre Sylvie y Laura, exesposa de Antonio, lo que lleva a su ruptura al final del episodio "Machine Agent". Posteriormente, en "Down is Better", el padre de Antonio es apuñalado, y en "The Legacy of a Man", Antonio lo visita en el hospital, donde se encuentra con Sylvie. La conversación con ella sugiere un posible acercamiento. No obstante, en "Dirty is Just" se revela que Sylvie ha roto la relación definitivamente. A pesar de ello, al final del episodio "Hide Not Seek", tras una larga investigación, Antonio y Sylvie son vistos besándose dentro de un automóvil, dejando abierta la posibilidad de reconciliación.

Durante una de las operaciones más personales para Dawson, el arresto del narcotraficante colombiano Andrés “Pulpo” Díaz desencadena una represalia directa, su hijo Diego es secuestrado por un hombre llamado Mateo, quien exige la liberación de Pulpo a cambio de su vida.^[5]​

Durante sus años como oficial novato, Dawson tuvo como compañero a Sean Patterson. Este cometió un error administrativo menor al presentar una reclamación duplicada por horas extras. No obstante, la oficial Gradishar, de Asuntos Internos, utilizó la infracción como pretexto para despedirlo y revocar su pensión. Avergonzado por las consecuencias, Sean se quitó la vida un año después, dejando atrás a su esposa e hijos. Desde entonces, Antonio nunca ha perdonado a Gradishar por haber utilizado a su compañero como un peldaño para escalar dentro del cuerpo policial.^[6]​

También trabajó con Trudy Platt, ahora sargento de escritorio en el Distrito 21, durante sus años de patrulla y le salvó la vida cuando le dispararon sacándola de la línea de fuego. ^[7]​^[8]​

Durante la operación para extraditar a Andrés "Pulpo" Díaz, Antonio Dawson resultó gravemente herido cuando la esposa del narcotraficante facilitó la fuga de su esposo.^[7]​

En los episodios "Una mujer honesta" y "Tarea del año", Antonio Dawson es asignado a la protección de Asher Roslyn, sin conocimiento de su historial delictivo. La situación da un giro inesperado cuando Roslyn es hallado muerto y Dawson se ve implicado en la investigación del homicidio. Enfrenta entonces al oficial Sean Roman, descubriendo que este tampoco estaba al tanto de los antecedentes criminales de Roslyn.

Dado que Roman había tenido vínculos con la unidad durante el caso, se ve obligado a colaborar con la investigación, lo que lleva a descubrir que la autora del asesinato fue la propia esposa de Roslyn, Layla. Ella había manipulado a su mensajero personal, Terry, para que cometiera el crimen, lo que le permitió evadir la justicia.

En el episodio "A Little Devil Complex", Antonio Dawson se ve obligado a disparar y matar a Trenton Lamont, un criminal que había estado acechando a su hermana, Gabriela Dawson. El enfrentamiento ocurre después de que Lamont, en un intento extremo por herir a Gabriela, la atrapa en un ascensor donde la rocía con gasolina mientras sostiene un encendedor, amenazando con prenderle fuego. Gabriela había llegado al lugar tras recibir un mensaje de texto, aparentemente enviado por Sylvie Brett, que luego se descubre fue manipulado por Lamont para atraerla.

En "300.000 Me gusta" a Antonio le ofrecen un trabajo como investigador principal en la Fiscalía del Estado, que acepta en el siguiente episodio, "Un disparo escuchado en todo el mundo". Al final de “Reforma”, recibe la oferta de regresar a Inteligencia después de su paso por la Fiscalía del Estado.

En el episodio "Promise", Antonio Dawson, recientemente reincorporado a la Unidad de Inteligencia, asume un caso que involucra el asesinato brutal de una joven latina identificada como Gloria Morales. La víctima, presuntamente utilizada como mula por un cártel de drogas, aparece en escena poco después de que Antonio y su hija Eva llegaran al lugar del crimen. Durante su visita, Eva escucha a un oficial hacer un comentario racista sobre la víctima, lo que Antonio toma de forma personal.

Durante la investigación, Dawson trabaja junto a Kim Burgess, con quien mantiene una relación profesional sólida. En el departamento de la víctima, Burgess y Kevin Atwater descubren a su hijo pequeño escondido en un armario. Las pesquisas revelan que Gloria era una inmigrante indocumentada empleada en una planta empacadora de carne. Burgess y Dawson entrevistan a los trabajadores, encontrando a la hermana de la víctima, quien inicialmente se niega a colaborar por temor a represalias. Tras recibir garantías de protección por parte de Antonio, accede a cooperar.

Cuando el hijo del gerente de la planta es arrestado, Antonio va en solitario al lugar, solo para descubrir que el gerente había alertado a ICE, provocando la detención masiva de trabajadores inmigrantes, incluida la hermana de Gloria. A pesar de la frustración, Voight le ordena a Antonio liberar al sospechoso por falta de pruebas.

Más adelante, el hijo de Gloria identifica una camioneta vinculada a Frank López, otro empleado de la planta. Sin embargo, cuando Dawson y Burgess acuden a interrogarlo, Frank ya ha huido. El médico forense revela que Gloria no fue la primera víctima, y una investigación adicional lleva a Antonio a una tienda donde descubre que la sobrina del dueño, también empleada en la planta, ha desaparecido y luego es hallada asesinada.

Voight le sugiere a Dawson manipular la alineación para que el niño testigo identifique a Frank, pero Antonio se rehúsa a romper las reglas y le dice al niño que diga solo la verdad. Cuando el testimonio falla y Oscar identifica al hombre equivocado, Voight estalla y le dice a Antonio que escoja un caso fácil. Más tarde, Antonio regresa a la tienda e infiere que Voight estuvo allí antes. Corre a la casa de Frank y lo encuentra muerto.

Finalmente, Antonio confronta a Voight en su oficina. Aunque secretamente deseaba que Frank fuera eliminado, queda claro que Voight mandó matarlo. Tras este tenso enfrentamiento, Antonio regresa a casa con su hija, emocionalmente agotado.

En el episodio "Chasing Monsters", Antonio Dawson mantiene un encuentro íntimo con Marcella Gómez, una detective visitante de El Salvador, después de que ambos reconocen estar divorciados. Aunque inicialmente confía en ella, su compañera Kim Burgess empieza a sospechar de las verdaderas intenciones de Marcella. Antonio la confronta tras descubrir que había contactado previamente al detective Keith O'Brien respecto a un criminal salvadoreño conocido como El Lobo, mucho antes de lo que Marcella había declarado. La revelación sacude a Antonio, quien finalmente admite la verdad.

Durante un operativo, Marcella es asaltada en una vivienda donde El Lobo se oculta. Con el objetivo en la mira, Voight y Antonio intentan disuadirla de hacer justicia por mano propia. Antonio le ruega que baje el arma, mientras Voight le pide entregarla. Sin embargo, Marcella afirma que su vida terminó el día en que El Lobo mató a su hijo. Acto seguido, le dispara en la cabeza y luego apunta su arma hacia Antonio, lo que obliga al detective a disparar y matarla.

En el episodio "Allegiance", Antonio Dawson confronta a Hank Voight respecto a la encarcelación de Alvin Olinsky, lo que genera una acalorada discusión que casi deriva en un altercado físico. En "Homecoming", su lealtad hacia la unidad se ve cuestionada cuando presencia a un recluso —implicado en el asesinato de Olinsky— gravemente golpeado y sangrando en el suelo. Voight afirma que actuó en defensa propia, pero Antonio duda de la veracidad de la versión. Ante su escepticismo, Voight le ofrece apartarse de la investigación si no está de acuerdo con sus métodos.

Más tarde, Voight le ordena a Antonio que tome una ruta alternativa mientras él va tras Carlos De León, presunto responsable. Voight confronta a Carlos en la azotea de un almacén. Aunque el sospechoso se encuentra desarmado y suplica por su vida, Voight le dispara dos veces alegando que estaba buscando un arma. Antonio, al llegar, encuentra efectivamente un arma cerca del cuerpo, pero dos testigos afirman que el disparo fue “a sangre fría”.

En el episodio "New Normal", que marca el inicio de la sexta temporada, Voight es puesto bajo investigación tras la trágica muerte de Alvin Olinsky, lo que deja a Dawson temporalmente a cargo de la Unidad de Inteligencia. Durante su testimonio ante la Junta de Policía, Antonio opta por decir la verdad sobre lo que presenció, lo que impide respaldar la versión de Voight y complica su defensa. Esta decisión provoca la furia de Adam Ruzek, quien desafía abiertamente las órdenes de Dawson.

La tensión entre ambos escala durante la resolución de un caso, culminando en una pelea física que requiere la intervención de terceros para separarlos. A pesar de la falta de consecuencias formales, Antonio asume la responsabilidad por las acciones del equipo, incluyendo las de Ruzek. En episodios posteriores, se sugiere un salto temporal, ya que la relación entre Antonio y Ruzek parece haber mejorado, aunque el carácter impulsivo de Ruzek continúa siendo un elemento problemático dentro del grupo.

En el episodio "Bad Boys", durante la aprehensión de un criminal, Antonio sufre una lesión en el hombro al intentar forzar una puerta, lo que añade una dimensión física a su ya cargada situación emocional y profesional.

En el episodio "Ride Along", aunque Adam Ruzek comenta que el hombro lesionado de Antonio Dawson parece estar mejorando y él mismo menciona estar recibiendo tratamientos de acupuntura, se revela que en realidad Antonio está usando analgésicos para controlar el dolor. La frecuencia con la que solicita nuevas recetas médicas sugiere una posible adicción.

En "Descent", la situación se confirma cuando Antonio es sorprendido saliendo de una casa vinculada al tráfico de drogas justo en el momento en que la Unidad de Inteligencia la allana. Kim Burgess lo intercepta, y él intenta ocultar su participación. Posteriormente, Hank Voight lo sorprende comprando pastillas a un distribuidor en la calle. La crisis se intensifica cuando la hija de Antonio es secuestrada por un drogadicto, obligándolo a tomar decisiones desesperadas, incluyendo la liberación del traficante a cambio de información.

Tras el rescate, Antonio golpea al secuestrador como represalia. Cuando el hombre intenta provocarlo con un comentario sarcástico sobre su edad, Dawson lo empuja por una ventana, causando su muerte. Voight, al darse cuenta de la gravedad de la adicción de Antonio, le recomienda ingresar a un centro de rehabilitación. Mientras tanto, Ruzek encubre el incidente en el episodio "Brotherhood" para protegerlo.

Antonio regresa del tratamiento en el episodio "Trust", con la relación entre ambos aún tensa. Muestra dudas sobre permitir que Ruzek asuma la responsabilidad por el encubrimiento. El caso, sin embargo, es reabierto en "Confession" a instancias del superintendente Brian Kelton, lo que reactiva las tensiones éticas dentro del equipo.

En "Reckoning", Platt le informa que Asuntos Internos se ha hecho cargo de la investigación, lo que significa que tienen pruebas para atraparlo. Al reunirse con su antiguo compañero, descubre que la hija del detective de Asuntos Internos trabaja como prostituta. Al enterarse de esto, decide mantenerlo en secreto. Al final, recae y se le ve tomando pastillas, dejando su destino desconocido.

En el estreno de la temporada 7 "Doubt", luego destruye todo lo que está en su apartamento que fue descubierto por Ruzek, dejando su placa antes de desaparecer sin dejar rastro de Inteligencia; cuando Ruzek también encuentra su auto con frascos de pastillas recetadas en el asiento del pasajero, se reveló que estaba consumiendo nuevamente. Voight, la única persona al tanto de las circunstancias de Antonio, lo lleva más tarde a un centro de rehabilitación no oficial. En "Familia", se reveló más tarde que Antonio renunció y se mudó a Puerto Rico para estar cerca de su familia.

El personaje se ve con frecuencia en Chicago Fire cuando los colegas de Gabby a veces le piden ayuda o consejo.