Antti Pihlström begann seine Karriere als Eishockeyspieler in der Nachwuchsabteilung von Jokerit Helsinki, in der er bis 2002 aktiv war. Anschließend wechselte er zu den A-Junioren der Espoo Blues, für deren Profimannschaft er von 2003 bis 2005 in der SM-liiga spielte. Anschließend stand er je eine Spielzeit lang für deren Ligarivalen SaiPa Lappeenranta und HPK Hämeenlinna auf dem Eis. Nach vier Jahren in Finnlands höchster Eishockeyliga wurde Pihlström am 1. Juni 2007 von den Nashville Predators aus der National Hockey League als Free Agent unter Vertrag genommen.
In seiner ersten Spielzeit in Nordamerika erzielte der Angreifer 45 Scorerpunkte in 78 Spielen, darunter 27 Tore, für Nashvilles FarmteamMilwaukee Admirals aus der American Hockey League (AHL). Zudem kam er zu seinem Debüt in der NHL für die Predators. Nachdem Pihlström auch die Saison 2008/09 in der AHL begonnen hatte, wurde er im Laufe der Spielzeit in das NHL-Team Nashvilles beordert und erzielte in 53 Spielen zwei Tore und fünf Vorlagen. Zur Saison 2009/10 wechselte der Finne zum amtierenden schwedischen Meister Färjestad BK aus der Elitserien. Im Januar 2010 kehrte er in seine finnische Heimat zurück und schloss sich JYP Jyväskylä aus der SM-liiga an, für den er zweieinhalb Jahre auflief. Im November 2011 wurde er von Salawat Julajew Ufa aus der Kontinentalen Hockey-Liga (KHL) verpflichtet und gehörte dort stets zu den beständigsten Punktesammlern.
Im September 2015 nahm der Stürmer am Trainingslager der Columbus Blue Jackets teil, erhielt jedoch keinen Vertrag und kehrte im Oktober in die KHL zurück, diesmal zum HK ZSKA Moskau.[1] Im September 2016 unterschrieb er einen Monatsvertrag bei Fribourg-Gottéron aus der Schweizer National League A (NLA)[2] und wechselte nach dessen Auslaufen im Oktober 2016 zu Jokerit Helsinki zurück in die KHL.[3] Bei Jokerit war der Finne insgesamt fünf Spielzeiten lang aktiv, ehe er im August 2021 wieder in die heimische Liiga zu HPK Hämeenlinna zurückkehrte.
(Legende zur Spielerstatistik: Sp oder GP = absolvierte Spiele; T oder G = erzielte Tore; V oder A = erzielte Assists; Pkt oder Pts = erzielte Scorerpunkte; SM oder PIM = erhaltene Strafminuten; +/− = Plus/Minus-Bilanz; PP = erzielte Überzahltore; SH = erzielte Unterzahltore; GW = erzielte Siegtore; 1Play-downs/Relegation; Kursiv: Statistik nicht vollständig)
↑Cat Silverman: Antti Pihlstrom Inks With CSKA Moscow - TSS. In: todaysslapshot.com. 7. Oktober 2015, archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 14. September 2016; abgerufen am 9. November 2015 (englisch).