Po przyjeździe w maju 1945 roku wraz z rodziną do Warszawy, Antoni Zambrowski jeszcze w szkole podstawowej wstąpił do komunistycznego Związku Walki Młodych (1947). Maturę uzyskał w roku 1951 w warszawskim Liceum im. Tadeusza Reytana. Był aktywistą ZMP. Wysłany na studia wyższe do Moskwy w latach 1951–1956 studiował ekonomię na Uniwersytecie Moskiewskim im. Łomonosowa, który ukończył z wyróżnieniem. Tam na wiosnę 1956 roku przyjęty do PZPR jako kandydat.
Podczas Odwilży Po powrocie do kraju latem 1956 roku uczestniczył w wydarzeniach Polskiego Października w Warszawie, m.in. w wiecach studentów na Politechnice Warszawskiej. Zatrudnił się w Zakładach Wytwórczych Urządzeń Telefonicznych na Kamionku, gdzie zorganizował grupę działania Rewolucyjnego Związku Młodzieży, powstającego na gruzach stalinowskiego ZMP. Jako I sekretarz Tymczasowego Komitetu Dzielnicowego RZM na Grochowie brał udział w wymuszonym przez władze partyjne zjeździe zjednoczeniowym RZM i Związku Młodzieży Robotniczej, na którym powołano Związek Młodzieży Socjalistycznej, początkowo względnie niezależny od władz.