В 1719 году Дмитрий Кантемир, шесть лет назад потерявший супругу, женился на шестнадцатилетней княжне Анастасии Ивановне Трубецкой, дочери фельдмаршала Ивана Юрьевича. Князь Иван Трубецкой при начале Великой Северной войны был захвачен в плен и провел в Швеции восемнадцать лет. Содержался он там с должным почетом. Матерью Анастасии была шведка, отпустившая дочь с отцом в Россию.
Петербургский дом Кантемиров на берегу Невы сколотили на скорую руку — в стенах зияли щели, капель сверху мочила костюмы, портила кушанья. Но в комнатах всегда были гости, подавалось множество блюд, приготовленных по рецептам молдавской, турецкой, русской и шведской кухни. Красавица хозяйка на русском, немецком и шведском языках угощала собравшихся и после обеда открывала танцы. Князь Дмитрий Кантемир, не скрывая ревности, следил за каждым ее движением. Четверо сыновей разносили бокалы с вином. На младшем из них, Антиохе, была форма Преображенского полка — он числился солдатом и уже привыкал к службе.
Князь Дмитрий Кантемир прославил свое имя как ученый. Ему принадлежит ряд крупных трудов, по своему типу являвшихся совершенной новинкой для русской и западноевропейских литератур. В 1710 году он составил «Историческое, географическое и политическое описание Молдавии», вышедшее в 1771 году на немецком, а в 1789-м у Новикова — на русском. Одновременно он работал над большим оригинальным трудом «История образования и падения Оттоманской империи». Стараниями его сына Антиоха эта книга была переведена на английский язык и издана в 1734 году в Англии, в 1743 году — во Франции, затем вышла в Германии в 1745 году. В России — в 1828 году. Книга получила широкую известность, ее знали Байрон, Виктор Гюго, писатели и художники знакомились по ней с Востоком, с ее страниц черпали они отдельные эпизоды и различные детали для своих произведений.
Научные заслуги князя Дмитрия Кантемира оценила Берлинская Академия наук, избравшая его в состав академиков.
Не чужд был князь и участия в спорах на религиозные темы. Прочитав книгу Феофана Прокоповича «Первое учение отрокам» (1720), он возразил автору в анонимном письме, получившем распространение среди читателей. Феофан, писал Дмитрий Кантемир, неправильно толкует догмат о первородном грехе; он полагает, что бог осудил людей на страдания и смерть только за прародительский грех: Адам и Ева ослушались господа, сорвали по наущению Змея без спросу яблоко — и были тотчас изгнаны из рая. Однако смысл этого эпизода иной — нехороша оказалась человеческая порода, первые люди обнаружили природную свою испорченность, и дурные качества от них преемственно переходят к потомкам из поколения в поколение. И не за прародительский грех, а за собственные недостатки и дурные навыки осуждаются люди на погибель и смерть.
Феофан критики не терпел. Он оспаривал поправку ученого князя:
— От таких любопретельных совопросников не следует ли, что простые люди, боясь нравственной порчи детей своих, не захотят им давать полезное наставление и желание царского величества видеть людей образованными вотще будет высказано? С таким грубым неискусством как дерзати приступать к учительскому делу и судить чтения богословские?
Теологический спор Феофан перевел в административное русло и предложил не огорчать государя Петра I. Оппоненту пришлось замолчать.
Антиох знал об этом споре, но Феофану историю его не открывал.
Устав Петра I "О наследствии престола империи Российской", предоставлявший государю право по своей воле выбирать себе наследника, пришелся по нраву князю Дмитрию Кантемиру. Задумав делить между детьми свое мнение, князь в завещании исключил старшего сына Матвея из числа наследников, а среди остальных трех братьев — Константина, Сербана и Антиоха, ибо сестра их Мария в расчет не принималась, — просил государя выбрать наиболее способного к наукам и службе и ему передать майорат — всю наследственную недвижимость.
Что и говорить, пытливым умом, знаниями, талантом всех братьев опережал младший — Антиох. Он много читал, изучал языки, занимался науками, и отец мог надеяться, что Петр I при знакомстве с молодыми князьями сумеет оценить младшего и назначит наследство ему.
У Антиоха были домашние учителя — грек Анастасий Кондоиди, в 1719 году назначенный Петром I на государственную службу в Духовную коллегию, и выпускник Славяно-греко-латинской Академии в Москве Иван Ильинский, знаток древнерусской письменности, умевший писать стихи. Живя в Петербурге, Антиох Кантемир занимался с профессорами Академии наук, брал уроки математики у Бернулли, физики — у Бильфингера, истории — у Байера, нравственной философии — у Хр. Гросса. В свои юношеские годы Кантемир начинает сочинять стихи, составляет и печатает указатель к псалмам Давида "Симфония на псалтырь" (1727), переводит с латинского языка историческую хронику Константина Манассии, с французского — письма итальянца Джиовании Паоло Марана о Париже и Франции, четыре сатиры Буало.