1 marca 1948 młoda zdolna studentka Antonina Kowalska rozpoczęła pracę na Uniwersytecie Jagiellońskim na stanowisku kontraktowego młodszego asystenta w Katedrze Fizyki Teoretycznej UJ. Pracę magisterską, zatytułowaną Metody perturbacji w kwantowej teorii pól, przygotowała pod kierunkiem prof. Weyssenhoffa i obroniła w 1950 roku (w 1950 r. uzyskała absolutorium z matematyki). Początkowo zajmowała się organizacją biblioteki instytutowej, później powierzono jej prowadzenie ćwiczeń z algebry wyższej dla fizyków, a także ćwiczenia i wykłady z różnych działów fizyki teoretycznej. Prowadziła również wykłady dla studentów Wyższej Szkoły Pedagogicznej w Katowicach. Dla studentów astronomii i studium podyplomowego przygotowała specjalny skrypt do mechaniki kwantowej.
W kwietniu 1962 roku na podstawie pracy Fotodezintegracja 9 Be z uwzględnieniem możliwości wzbudzeń 8 Be uzyskała tytuł doktora, a trzy lata później wyjechała do Kopenhagi, gdzie w Instytucie H.C. Ørsteda dołączyła do kierowanego przez profesora Højgaarda Jensena zespołu zajmującego się badaniami w zakresie fizyki ciała stałego. We współpracy z położonym nieopodal Kopenhagi słynnym Centrum Naukowym na półwyspie Risø, uczeni z Instytutu Ørsteda prowadzili badania materii skondensowanej przy wykorzystaniu strumienia neutronów, rozpoczęto również badania własności metali ziem rzadkich i do tych badań, od strony teoretycznej, dołączyła Antonina Kowalska. W jednym z opracowań, którego była współautorką, przedstawiono wyniki prowadzonych eksperymentów i opisano zaproponowaną przez Kowalską, oryginalną metodę diagonalizacji hamiltonianów spinowych, którą nazwała „step transformation”. Antonina Kowalska jest współautorką (razem z prof. Jerzym Janikiem) dwóch rozdziałów w monografii Thermal neutron scatering pod redakcją P. A. Egelstaffa, która została wydana w 1965 r. przez prestiżowe wydawnictwo naukowe Academic Press. Fragmenty przygotowane przez polskich uczonych dotyczyły rozpraszania termicznych neutronów, w szczególności rozpraszania na drobinach. Badania prowadzone w Kopenhadze, uzupełnione o prace wykonywane w Krakowie, pozwoliły Antoninie Kowalskiej przygotować rozprawę habilitacyjną, którą w 1977 roku przedłożyła radzie wydziału. Habilitację uzyskała w roku 1978. W 1991 roku Antonina Kowalska została profesorem nadzwyczajnym Uniwersytetu Jagiellońskiego.
Równolegle z pracami naukowymi doc. Antonina Kowalska zajmowała się dydaktyką: prowadziła wykłady z teorii grup i jej zastosowań w fizyce, była promotorem dwóch rozpraw doktorskich i kilkunastu prac magisterskich. W latach 1987-1990 pełniła funkcję prodziekana Wydziału Matematyki i Fizyki UJ. Wieloletnie wykłady z teorii grup opracowała w formie skryptu dla fizyków ciała stałego (Wstęp do zastosowań teorii grup w fizyce. Skrypt przeznaczony dla studentów fizyki i chemii WUJ, Kraków 2000). Antonina Kowalska jest autorką (lub współautorką) 23 artykułów, które ukazały się w latach 1961-1991 w polskich i zagranicznych czasopismach naukowych.
W 1996 roku prof. Antonina Kowalska przeszła na emeryturę. Ówczesny rektor Uniwersytetu Jagiellońskiego, prof. Aleksander Koj, w specjalnie na tę okoliczność przygotowanej laudacji napisał: Twórczy wkład pracy Pani Profesor w dziedzinie fizyki teoretycznej i fizyki statystycznej – teorii ciała stałego, jest trwale zapisany w kronikach uczelni, a liczne rzesze wychowanków Pani Profesor będą – poprzez kontynuację Pani badań naukowych – utrwalać sylwetkę naukową Pani jako mistrza potrafiącego skupić wokół siebie indywidualności. Profesor była również niestrudzoną podróżniczką, kochała naturę: jeziora, góry i lasy. W roku 2021 odznaczona Medalem Stulecia Odzyskanej Niepodległości. Uroczystość odbyła się w 76. rocznicę pierwszej powojennej inauguracji roku akademickiego UJ.