Nel 1974 fu inserito nell'All-NBA Rookie Second Team (secondo quintetto di matricole NBA). Dopo due stagioni a Kansas City, giocò in ABA con gli Spirits of St. Louis. Nella stagione successiva, dopo la fusione tra le due leghe, tornò in NBA, disputando però solo 2 partite con i San Antonio Spurs.
Dopo l'esperienza statunitense, D'Antoni si trasferì in Italia all'Olimpia Milano, dove rimase per 13 stagioni consecutive e in cui fu il cervello di una squadra divenuta leggendaria. Nel 1981 lo raggiunse Dino Meneghin: l'asse tra il play e il pivot portò a 8 finali scudetto consecutive (di cui 5 vinte) e a un ruolo primario a livello europeo, con tre finali disputate (di cui due vinte). L'apice venne raggiunto con l'arrivo della stella Usa Bob McAdoo, più volte campione NBA con il Los Angeles Lakers, e la vittoria di due Coppe dei Campioni consecutive (1987 e 1988), superando in finale entrambe le volte gli storici rivali del Maccabi Tel Aviv.
Sempre nel 1990 venne eletto miglior playmaker della storia del campionato italiano. Era soprannominato Arsenio Lupin per la sua capacità di recuperare palloni: questa caratteristica, insieme alla sua lucida regia in attacco, determinarono i successi milanesi negli anni 80.
In possesso del passaporto italiano grazie ai suoi avi di Nocera Umbra[1], D'Antoni vestì anche la maglia della Nazionale italiana: disputò infatti i FIBA EuroBasket 1989, classificandosi al 4º posto.
Allenatore
Iniziò la sua carriera da allenatore proprio all'Olimpia Milano, che guidò per 4 stagioni, raggiungendo la finale nel campionato d'esordio e vincendo una Coppa Korać nel 1994. Dopo l'esperienza milanese, si trasferì alla Benetton Treviso, con cui vinse 1 scudetto, 1 Coppa d'Europa e 1 Coppa Italia.
Nel 1999 venne nominato allenatore dei Denver Nuggets in NBA, chiudendo con 14 vittorie e 36 sconfitte. La stagione successiva lavorò per i Portland Trail Blazers come assistente allenatore e nel 2000-01 divenne uno scout dei San Antonio Spurs. Nella stagione 2001-2002 ha fatto rientro alla Pallacanestro Treviso, riuscendo a vincere un altro scudetto italiano.
Dal 2016 è l'allenatore degli Houston Rockets, con cui nella stagione 2016-17 arriva fino alle semifinali della Western Conference, venendo eliminati dai San Antonio Spurs per 4-2. La squadra risulta essere la miglior tiratrice da tre punti di tutta la stagione.
La stagione 2017-2018 è la migliore per la squadra di Houston, che chiude con un 65-17 e al primo posto della propria Conference; inoltre la stella della squadra, James Harden, vince il premio MVP. Ai playoff gli Houston Rockets arrivano fino alle finali di Conference contro i campioni in carica: i Golden State Warriors. La squadra allenata da D'Antoni arriva a condurre la serie per 3 a 2, per poi perdere le due gare successive.
La stagione seguente inizia con una serie di difficoltà per la squadra allenata da Mike D'Antoni, ma anche grazie alla prestazione straordinaria di James Harden riesce a chiudere la stagione in quarta posizione. Ai playoff gli Houston Rockets arrivano fino alle semifinali di Conference, ma vengono battuti dai Golden State Warriors per il secondo anno di fila.
Statistiche
Cronologia punti e presenze in nazionale
Cronologia completa delle presenze e dei punti in Nazionale - Italia
^Mike D'Antoni story: le origini, su olimpiamilano.com. URL consultato il 23 settembre 2017 (archiviato dall'url originale il 23 settembre 2017).
^(EN) John Schumann, Lakers hire Mike D'Antoni, su hangtime.blogs.nba.com, 12 novembre 2012. URL consultato il 12 novembre 2012 (archiviato dall'url originale il 15 novembre 2012).