Perkembangannya yang cepat membuat Mercedes mulai memantau potensi Antonelli.
Dirinya kemudian mendapatkan kesempatan bergabung dengan program pembinaan pembalap muda Mercedes.
Sejumlah prestasi berhasil diraihnya ketika masih berada di kategori junior.
Pada 2022, ia berhasil menjadi juara Formula 4 Italia dan ADAC Formula 4 Jerman.
Dua gelar tersebut menjadi pencapaian penting dalam perjalanan kariernya karena memperlihatkan kemampuannya bersaing di kompetisi balap mobil formula.
Antonelli kemudian melanjutkan kiprahnya ke kategori Formula Regional.
Di tahun 2023, ia kembali mencatatkan prestasi dengan meraih gelar Formula Regional Middle East dan Formula Regional European.
Keberhasilan meraih sejumlah gelar dalam waktu berdekatan membuat namanya semakin diperhitungkan sebagai salah satu pembalap muda potensial.
Deretan prestasi Kimi Antonelli sebelum menembus Formula 1 sendiri diantaranya yakni, juara Formula 4 Italia 2022, ADAC Formula 4 Jerman 2022, Formula Regional Middle East 2023, serta Formula Regional European 2023.
