Antoaneta Emanuilova wurde in Bulgarien geboren und siedelte im Alter von sieben Jahren nach Deutschland über. Ihr Studium absolvierte sie bei Wolfgang Boettcher und Jens Peter Maintz in Berlin sowie bei Joel Krosnick an der Juilliard School in New York. Gleichzeitig war sie Stipendiatin der Villa Musica, der ZEIT Stiftung in der Deutschen Stiftung Musikleben und der Landessammlung Baden-Württemberg.

Antoaneta Emanuilova spielt regelmäßig international Konzerte als Solistin und wurde mehrfach ausgezeichnet, u.a. mit einem 1. Preis beim Domenico-Gabrielli-Wettbewerb in Berlin und dem Grand Prix des internationalen Wettbewerbs "Musik und Erde“. Ihre intensive kammermusikalische Tätigkeit führte sie zur Zusammenarbeit mit Musikern wie Thomas Brandis, Jörg Widmann, Nils Mönkemeyer, Anna Prohaska, Amihai Grosz, Lauma Skride, Pauline Sachse, Martin Spangenberg, Ilan Gronich und dem Kuss-Quartett. 2007 gewann sie eine Solostelle im Gürzenich-Orchester Köln. 2011 verließ sie das Orchester wieder, um sich stärker dem Musizieren in kleineren Formationen zu widmen, und wurde im folgenden Jahr Mitglied des Mahler Chamber Orchestra und des Oberon Trios. Das Trio konzertiert in der Berliner Philharmonie, dem Wiener Konzerthaus, dem Amsterdamer Concertgebouw, dem Konzerthaus Dortmund, der Philharmonie Essen, der Kölner Philharmonie und mit Partnern wie Ian Bostridge, Tabea Zimmermann und Christoph Prégardien.

Antoaneta Emanuilova gastiert als Solocellistin z.B. beim Concertgebouworkest, dem SWR Stuttgart, den Bamberger Symphonikern, der Komischen Oper Berlin, der Deutschen Kammerphilharmonie Bremen, dem Scottish Chamber Orchestra und beim auf historischen Instrumenten spielenden Balthasar-Neumann-Ensemble. Außerdem spielt sie seit bald zehn Jahren regelmäßig als Solocellistin im Budapest Festival Orchestra unter Ivan Fischer und war Mitglied des Lucerne Festival Orchestra unter Claudio Abbado. An der Hochschule für Musik und Theater Rostock unterrichtet sie seit 2014 eine eigene Celloklasse, davon drei Jahre lang in Form einer Professurvertretung.