Se licenció en Ciencias Biológicas por la Universidad Complutense de Madrid en 1984 y obtuvo el doctorado en Biología por dicha universidad bajo la dirección de Emiliano Aguirre y Pilar Julia Pérez en 1992.

Entre 2016 y 2018, ha codirigido los trabajos de excavación e investigación en el yacimiento Quibas (Murcia) del Pleistoceno Inferior.

Sus principales líneas de investigación se organizan en tres objetivos científicos: Ha sido investigador principal en diferentes proyectos consecutivos del Plan Nacional del Gobierno del Reino de España e investigador principal de un proyecto Explora-Ciencia 2017 a desarrollar en Guinea Ecuatorial.

El primer trabajo relacionado con este grupo de neandertales se publicó en la revista Proceedings National American Sciences (PNAS)[11]​ en el año 2006.

Entre los trabajos paleogenéticos en los que ha participado Antonio Rosas, destacan la obtención del genoma neandertal, publicado en la revista Science,[8]​ y el descubrimiento de la hibridación H. sapiens-neandertal, publicado en la revista Nature.

La mezcla de rasgos arcaicos y modernos que presentan los fósiles de homininos recuperados en el nivel 6 del yacimiento Gran Dolina (Atapuerca) imposibilitó su adscripción a cualquier especie conocida hasta el momento.