DTM W 2015 roku Włoch zadebiutował w niemieckich mistrzostwach samochodów turystycznych – DTM – podczas rundy na rosyjskim torze Moscow Raceway. Reprezentując zespół Audi Sport Team Phoenix Giovinazzi rywalizację zakończył jednak dopiero na dziewiętnastym i dwudziestym pierwszym miejscu.
Seria GP2 W roku 2016 Włoch wraz z rodzimym zespołem Prema Powerteam zadebiutował w serii GP2. Antonio był zdecydowanie największym objawieniem sezonu. Zainteresowani byli nim włodarze Mercedesa, którzy złożyli mu propozycję dołączenia do ich programu rozwoju młodych kierowców. Włoch jednak odrzucił ofertę. Po dwóch weekendach bez punktów popisał się rewelacyjną jazdą na ulicznym torze w Baku, całkowicie dominując tam rywalizację. W drugim starcie pokonał na ostatnim okrążenia swojego zespołowego partnera, Francuza Pierre’a Gasly, z którym do końca walczył o tytuł mistrzowski. Po trzech zwycięstwach w przeciągu czterech wyścigów na torach Spa-Francorchamps, Monza i Sepang Giovinazzi przystępował z siedmiopunktową przewagą nad juniorem Red Bulla. Znakomita forma Francuza na torze w Abu Zabi uniemożliwiła mu jednak obronę pozycji lidera i przegrał mistrzostwo różnicą dziewięciu punktów. W trakcie sezonu ośmiokrotnie stawał na podium, w tym pięciokrotnie na jego najwyższym stopniu.