Дарья Антонюк родилась 25 января 1996 года в Зеленогорске (Красноярский край). Отец — Сергей Владимирович Антонюк, пожарный. Мать — Светлана Владимировна Антонюк, директор учреждения дополнительного образования детей. Родители развелись.
В детстве будущая звезда занималась балетом и современной хореографией, а также посещала вокальную студию «Талисман», регулярно завоевывая различные награды на вокальных конкурсах.
В 2014 году, окончив школу, Дарья отправилась в Москву, где успешно сдала экзамены сразу в четырёх вузах. В итоге Антонюк выбрала Школу-студию МХАТ (курс И. Я. Золотовицкого и С. И. Земцова).
В 2016 году Антюнюк дебютировала на сцене МХТ в спектакле А. Франдетти «Гордость и предубеждение», сыграв роль Мэри Беннет.
В этом же году Дарья стала победительницей телешоу «Голос» на Первом канале.
В 2018 году Дарья Антонюк дебютировала в кино, сыграв роль Нины в телесериале «Ищейка 3».
В 2019 году артистка сыграла роль Элизы Дулиттл в спектакле Аллы Сигаловой «Моя прекрасная леди» (Театр Олега Табакова).