安东尼·戴维斯在芝加哥远景宪章高中时期，与奥斯汀·里弗斯并称为全美高中篮球界的顶尖球员。在高中三年级时，他场均贡献32分、22篮板和7次盖帽，身高也在一年内从6英尺3英寸（1.91米）快速增长至6英尺10英寸（2.08米）。2010年8月，戴维斯在耐克全球挑战赛中亮相，并在首场比赛中得到23分和9篮板。在乔丹品牌经典赛中，他贡献了29分、11篮板和4次盖帽，并荣获联合MVP。在同年的耐克篮球峰会上，他代表美国队出场，得到16分和10篮板。戴维斯是当年的全国最佳球员候选人之一，也是5名奈史密斯奖候选人之一，并入选了全美最佳阵容，连续三年被选入全联盟最佳阵容。

2011年，安东尼·戴维斯进入肯塔基大学。在2011-12赛季（他的大学一年级赛季）中，戴维斯赢得了包括年度七项大奖中的六项荣誉，得到了美联社、美国篮球作家协会以及《篮球时报》的认可。他还获得了伍登奖、阿道夫-鲁普奖和奈史密斯奖。戴维斯带领肯塔基大学赢得了NCAA冠军，并获得了最杰出球员奖。他场均封盖4.65次，位居全美第一，同时还是队内得分最高的球员，场均得到14.2分，以及全队最高的10.4篮板和62.3%的命中率。他创造的单赛季186次封盖记录分别刷新了肯塔基大学、东南联盟以及NCAA新生的纪录。他在赛季中以20次两双领先东南联盟，追平了肯塔基大学的新生纪录。此外，他还被评为东南赛季最佳防守球员、最佳新人，并入选了东南联盟最佳阵容、最佳新秀阵容以及最佳防守阵容。

在大学的首场比赛中，肯塔基对阵Marist，戴维斯在23分钟的出场时间里得到23分、10篮板和5次盖帽。2012年1月4日，肯塔基大学在与密歇根州立大学的比赛中，戴维斯得到22分、16篮板和3次盖帽，成为获胜的关键。2012年2月5日，在东南区比赛中，肯塔基以86比52战胜南卡罗来纳大学，戴维斯出场28分钟，10投9中，得到22分，外加8篮板、8盖帽和2抢断，打破了沙奎尔·奥尼尔保持的东南区大一生单赛季盖帽纪录。

2012年3月26日，NCAA锦标赛四强赛中，肯塔基以82-70击败贝勒大学，连续第二年晋级四强。戴维斯出场32分钟，9投6中，得到18分、11篮板、6盖帽、2抢断和1助攻。2012年4月1日，在四强赛对阵路易斯维尔大学的比赛中，戴维斯得到18分、14篮板和5次盖帽，帮助肯塔基以69-61取胜，晋级决赛。

2012年4月2日，戴维斯荣获2011-12赛季奈·史密斯最佳大学生球员奖，成为肯塔基大学历史上首位获此殊荣的球员，也是继2007年的凯文·杜兰特之后，历史上第二位获此奖项的大一学生。2012年4月3日，NCAA决赛中，戴维斯全场贡献6分、16篮板、6盖帽、5助攻，帮助肯塔基以67∶59战胜堪萨斯大学，夺得校史第八座NCAA锦标赛冠军奖杯。他的6次封盖追平了NCAA纪录，并荣获锦标赛最终四强战的最杰出球员（MOP）。