VšĮ Antavilių pensionatas įsikūręs Vilniaus miesto ribose, 10-ame Nemenčinės plento kilometre (važiuojant nuo Antakalnio transporto mazgo), nuostabiame gamtos kampelyje, apsuptas pušimis apaugusių kalvų, šalia Antavilių ežero. Antavilių pensionato istorija prasideda nuo 1949 m. lapkričio 18 d., kai Vilniaus invalidų namai iš Vilniaus m. Labdarių g. buvo perkelti į Antavilius, buvusio Žemės ūkio technikumo patalpas. 1960 m. prie Antavilių invalidų namų buvo prijungti Birų invalidų namai. 1970 m. įstaiga įsikūrė naujai pastatytuose 4-iuose korpusuose, kurie šiuo metu yra šiuolaikiškai renovuoti.
Buvusi biudžetinė įstaiga 2002 m. reorganizuota į viešąją įstaigą, kurios steigėjas - Vilniaus apskritis. 2011 metais iš Vilniaus apskrities VšĮ Antavilių pensionatas pastatus bei turtą perėmė Vilniaus m. savivaldybės administracija, iš kurios dabar pensionatas ir nuomojasi pastatus savo veiklai vykdyti. Aukščiausias pensionato valdymo organas – Visuotinis dalininkų susirinkimas. Įstaigos pavaldumas – privati įstaiga.
1994 m. režisierė Janina Lapinskaitė su Antavilių pensionato gyventojais sukūrė filmą „Iš skruzdėlių gyvenimo“, kuris pelnė tarptautinį pripažinimą.
