Nemesio Antúnez Zañartu nació el 4 de mayo de 1918 en Santiago, Chile.
Estudió arquitectura en la Pontificia Universidad Católica de Chile y fue en ese contexto donde comenzó a incursionar en la pintura, específicamente, en la técnica de la acuarela, como alumno de Ignacio Baixas (1904-1956). No obstante su interés por las artes visuales, y tras obtener su título el año 1941, decidió proseguir su formación como arquitecto en Estados Unidos, adjudicándose una beca Fullbright que, en 1943, lo llevó a estudiar un magíster en la Universidad de Columbia. Antúnez se reconoció como un pintor autodidacta, que no asistió a cursos formales pero que, durante su estadía en Nueva York, encontró en el «Atelier 17» de William Hayter (1901-1988), un espacio muy nutritivo de experimentación e intercambio artístico en torno al grabado, en el que llegó a ser jefe de taller.
En los años 40 el pintor y grabador comenzó a exponer, tanto en Chile como en Estados Unidos. Durante la década siguiente su trabajo será exhibido en distintas ciudades de Europa y América, destacando su participación en tres versiones de la Bienal de Sao Paulo (1955, 1957 y 1959). La circulación nacional e internacional de su obra se intensificará en años posteriores, a lo que se sumará la adjudicación de importantes premios y reconocimientos, entre ellos, los dos Premios del Círculo de Críticos de Arte de Chile (1956 y 1988), el Wolf al Mejor Pintor Latinoamericano en la V Bienal de Sao Paulo (1957) y la Condecoración al Mérito Docente y Cultural Gabriela Mistral (1993).
El desarrollo artístico de Antúnez incluyó la creación de óleos, acuarelas, dibujos y, en gran medida, grabados en los que experimentó con diversas técnicas. Además incursionó en la pintura mural, realizando obras en Chile y en el extranjero; en el contexto nacional, cuatro de sus murales fueron declarados monumentos históricos en 2011: Quinchamalí (1958), Terremoto (1958), Sol (1961) y Luna (c.1961). A esto se suma su faceta como ilustrador para libros, revistas, afiches, catálogos y carátulas de discos. En su vasta producción, el artista transitó entre la figuración y la abstracción, configurando imágenes que presentan elementos cotidianos (como camas, ventanas y mesas), escenas de baile, paisajes y elementos que refieren a tradiciones de Chile (destacan las cerámicas de Quinchamalí), entre otras temáticas. Para ello recurrió a una paleta cromática en la que predomina el negro y los tonos grises, los que combina con ocres, rojos y colores fríos. Algunas de sus obras resaltan por el movimiento sinuoso en su composición.
Si el trabajo artístico de Antúnez se caracteriza por su gran contundencia, aquello puede verse reflejado igualmente en su rol como agente cultural. A lo largo de su trayectoria, el artista desempeñó varias funciones, que incluyeron labores de enseñanza y difusión del arte, puestos directivos y cargos diplomáticos. Así, en 1956, y tras regresar de una estancia en París, fundó el Taller 99 en Santiago, donde se propuso replicar la experiencia del «Atelier 17». Dicho espacio se convirtió en una de las más relevantes instancias para la instrucción y práctica del grabado en Chile, en el cual participaron artistas tan relevantes como Roser Bru, Dinora Doudchitzky, Eduardo Vilches y Juan Downey.
Por otra parte, a comienzos de los años 60, Antúnez fue nombrado director del Museo de Arte Contemporáneo de la Universidad de Chile, donde organizó varios concursos y la emblemática Primera Bienal Americana de Grabado (1963). Dejó la dirección de la entidad en 1964 cuando fue nombrado Agregado Cultural de Chile en Nueva York. Entre otras actividades, condujo el programa radial de entrevistas Arte desde Nueva York y formó el Theatre of Latin America (T.O.L.A.), asociación que buscaba difundir el teatro latinoamericano en Estados Unidos. Regresó a Chile en 1969 para hacerse cargo del Museo Nacional de Bellas Artes (MNBA) en Santiago. En este primer período al frente de la institución, se remodeló el edificio y se construyó la sala Matta. Además, realizó el programa televisivo Ojo con el arte de Canal 13 y la última Bienal Americana de Grabado (1970). Tras el golpe de estado, renunció al cargo de director del MNBA, dejó el país y se exilió en Europa, allí residió primero en España y luego en Londres, donde impartió clases en el Royal College of Art.
Luego de vivir en distintos países, el artista regresó a Chile en 1984. Al año siguiente refundó el Taller 99 y en 1990, tras la restauración de la democracia institucional, fue nombrado por segunda ocasión director del Museo Nacional de Bellas Artes, asimismo, reeditó con gran éxito dos temporadas del programa de televisión que había ideado en la década de los 70, las que se emitieron por Televisión Nacional de Chile.
Nemesio Antúnez murió el 19 de mayo de 1993 en Santiago, Chile.