Estudiou Filosofía e Teoloxía no Seminario de Ourense. En 1901 ordenouse sacerdote e posteriormente ampliou estudios nas Universidades de Santiago e Madrid.En 1920 foi elixido membro da Real Academia Galega. Posteriormente exíliase e viaxa a Cuba. Cando comezou a guerra civil, a súa casa foi saqueada e a súa importante biblioteca corre un gran perigo. Ó final volve a Galicia e queda en Ourense. En 1956, sendo xa un home de idade, abandona Ourense e trasládase a Santiago. Posteriormente volve a Madrid, onde pasa os últimos anos da súa vida
Polo que á súa actividade poética se refire, escribiu en galego os poemas O mosteiro de San Esteban de Ribas de Sil (1903) e O Pazo (1907). En 1911 publica o libro de poemas Nido de áspides. Despois de dedicarse durante uns anos a ensaios e relatos, escribe en 1917 dous novos poemas en galego, titulados O vento e Nome-Numen. En 1931 publica un novo libro de poemas titulado El crisol del alquimista. En 1948 escribe Never More, Cantar d'Amigo e Sonata de primavera.Como autor teatral, Antonio Rey Soto escribiu Amor que vence al amor e Cuento del Lar.En canto á narrativa, publica en 1915 unha serie de relatos titulada Remansos de paz, campos de guerra e un ensaio sobre o Quixote en 1916. En 1918 publica a novela La loba.Durante a súa etapa en América, escribe crónicas en El Mundo baixo o título xeral "El gorro de dormir" e publica Los surcos de España, Los gallegos en Guatemala, La copa de cuasia e Estampas guatemaltecas. Colaborou, ademais, en El Imparcial de Guatemala. Antonio Rey Soto colaborou en distintos periódicos como O tío Marcos da Portela de Lamas Carvajal, La Tribuna e El Liberal.A súa personalidade polifacética fixo que publicase tamén dúas importantes obras de investigación: Galicia en el tricentenario de Lope de Vega e Galicia venera y venero de España. Ademais, traduciu ó galego uns breves poemas de Byron baixo o título A máis funesta saeta e imprime en galego unha das primeiras versións dun fragmento satírico de Horacio: Escola de larpeiros.