Nació en la localidad de Villanueva de los Infantes, provincia de Ciudad Real, el 10 de febrero de 1903. Hijo del farmacéutico de origen murciano, Antonio García Ochando. En 1908, al fallecer su padre, su familia se traslada a San Sebastián, donde cursa estudios de segunda enseñanza. Licenciado en Filosofía y Letras (Sección de Historia) en la Universidad Central, donde se licencia en 1926.

Desde muy pronto estuvo vinculado al Centro de  Estudios Históricos, influyendo notablemente en su formación Elías Tormo, Manuel Gómez Moreno y Hugo Obermaier. En 1927 es nombrado profesor auxiliar, adjunto a la cátedra de Arqueología de José Ramón Mélida. En 1929 obtiene el título de doctor en Filosofía y Letras, en la Universidad Central, con una tesis dirigida por Elías Tormo y titulada Estudios del Barroco Español. Avance para una monografía de los Churrigueras. A partir de entonces reorienta sus estudios hacia la Historia y la arqueología del mundo clásico. El 15 de diciembre de 1931 gana por oposición la Cátedra de Arqueología Clásica de la Universidad de Madrid, donde sucede a José Ramón Mélida.

Antonio García y Bellido forma parte de una nueva generación de arqueólogos españoles que completan su formación en universidades europeas, propiciando una renovación de la Arqueología Española. Becado por la JAE, amplía estudios en la Universidad de Berlín, donde trabaja con Rodenwalt. Más tarde viaja a Italia y Francia. Pensionado por la universidad y el CEH, realiza viajes por Alemania, Francia, Gran Bretaña, Italia, Austria, Grecia, Hungría y algunos países del Próximo Oriente.

En 1935 se casa con Carmen García de Diego y López, especialista en el mundo clásico. En la Guerra Civil está en Madrid encargado de custodiar la biblioteca y los materiales recogidos en el CEH. De pensamiento republicano, se integra de forma pragmática en la estructura científica del nuevo régimen, sin significarse políticamente. Una vez superado el proceso de depuración política, tras la guerra, pasa a ocupar la Cátedra de Arqueología Clásica en la Universidad Central, de la que es Secretario General hasta su fallecimiento.

Tras la contienda, en colaboración con A. Fernández Avilés y B. Taracena promueve dentro del CSIC una línea independiente de los estudios arqueológicos fundando en 1939 la Revista Archivo Español de Arqueología. Años más tarde, en 1951, se convierte en fundador y Director del Instituto Español de Arqueología “Rodrigo Caro”, creando una magnífica biblioteca. Más tarde funda y dirige la revista Hispania Anticua Epigráphica.

En la actualidad, García y Bellido está considerado el gran impulsor de los estudios de Arqueología Clásica en España. Fue pionero en el desarrollo de grandes corpora documentales de la Arqueología Peninsular. Sus investigaciones abarcan todos los temas de Historia y Arqueología antigua, especialmente la presencia fenicia y griega, el Arte Ibérico y la Arqueología de la Hispania romana. Director de numerosas excavaciones arqueológicas, destacan sus campañas en Ampurias, Castro de Coaña en Asturias, Iulióbriga en Santander, Legio VII Gemina en León, Baelo Claudia en Cádiz,  etcétera.

Su amplísima obra abarca numerosos artículos en revistas científicas nacionales e internacionales como el Archivo Español de Arqueología, BRAH, American Journal of Archaeology, etc. Cabe destacar obras como Esculturas Romanas en España y Portugal (1949), colaborador del capítulo dedicado a las colonizaciones en el tomo I de la Historia de España dirigida por Menéndez Pidal (1952) y del tomo I del Ars Hispaniae. Historia Universal del Arte Hispánico ((1947-1962), su Arte Romano (1955) o Veinticinco estampas de la España Antigua (1967), obra esta última pionera de la divulgación científica, entre otras.

Paralelamente se producirá el reconocimiento nacional e internacional de su labor como arqueólogo e historiador: Numerario de la Real Academia de la Historia, doctor honoris causa en la Universidad de Bordeaux, ingreso en la Academie de Inscriptions et Belles Letres, miembro del Instituto Arqueológico de Berlín, miembro de la Hispanic Society of New York, miembro de la Real Sociedad Arqueológica Portuguesa y de la Comisión histórica de la UNESCO, patrono del Museo Arqueológico Nacional y del Museo del Prado, entre muchas otras distinciones.

Falleció en Madrid el 26 de septiembre de 1972. Su biblioteca de más de 6.000 volúmenes fue cedida por sus familiares a la Universidad de Castilla la Mancha en el año 2008.

Principales obras: 

• Fenicios y cartaginenses en Occidente, Madrid, Instituto Arias Montano, 1942.
• España y los españoles hace dos mil años según la Geografía de Estrabón, Buenos Aires, Espasa-Calpe, 1945 (10ª ed., id., 1993, al cuidado de María Paz García-Bellido).
• La España del s. I de nuestra Era, según P. Mela y C. Plinio, Buenos Aires, 1947.
• Hispania Graeca, Barcelona, Inst. Español de Estudios Mediterráneos, 1948, 3 vols.
• Esculturas romanas de España y Portugal, Madrid, CSIC, 1949, 2 vols.
• La Península Ibérica en los comienzos de su historia, Madrid, Inst. Rodrigo Caro, CSIC, 1952.
• Arte romano, Madrid, CSIC, 1955. 
• Colonia Aelia Augusta Itálica, Madrid, Instituto Español de Arqueología, 1960.
• Urbanística de las grandes ciudades del mundo antiguo, Madrid, CSIC, 1966.
• –Veinticinco estampas de la España antigua, Madrid, Espasa-Calpe, 1967.
• Les Religions Orientales dans l’Espagne romaine, Leyden, 1967.
• Arte ibérico en España, Madrid, Espasa Calpe, 1980 8ª ed., ampliada, Antonio Blanco Frejeiro.