Антонина начинает заниматься в Одессе с преподавательницей пения С.Г. Рубинштейн. Но мысли об учебе в одной из столичных консерваторий приходят все чаще и настойчивее. Благодаря помощи доктора М.К. Бурда девушка едет в Петербург поступать в консерваторию. Здесь ее ждет неудача. Зато счастье улыбнулось Неждановой в Москве. Учебный год в Московской консерватории уже начался, но Нежданову прослушали директор консерватории В.И. Сафонов и профессор пения Умберто Мазетти. Ее пение понравилось.
Все исследователи и биографы единодушны в высокой оценке школы Мазетти. По мнению Л.Б. Дмитриева, он "являл собой пример представителя итальянской музыкальной культуры, сумевшего глубоко почувствовать особенности русской музыки, русского исполнительского стиля и творчески сочетать эти стилевые особенности русской вокальной школы с итальянской культурой владения певческим звуком.
Мазетти умел раскрыть перед учеником музыкальные богатства произведения. Блестяще аккомпанируя ученикам, он увлекал их эмоциональной передачей музыкального текста, темпераментом, артистизмом. С первых шагов, требуя осмысленного пения и эмоционально окрашенного звучания голоса, он одновременно уделял огромное внимание красоте и верности образования певческого тона. «Пойте красиво» – одно из основных требований Мазетти".
В 1902 году Нежданова окончила консерваторию с золотой медалью, став первой вокалисткой, удостоенной столь высокого отличия. С того года и по 1948-й она оставалась солисткой Большого театра.
На дебют Неждановой 23 апреля 1902 года в опере «Иван Сусанин» восторженно откликнулся критик С.Н. Кругликов: «Молодая дебютантка выступила в партии Антониды. Необычайный интерес, возбужденный в слушателях начинающей артисткой, увлечение, с которым в публике обменивались впечатлением по поводу новой Антониды, решительный ее успех тотчас же после блестящего по непринужденности исполнения выходной арии, принадлежащей, как известно, к труднейшим номерам оперной литературы, дают полное право быть уверенным в том, что Нежданову ожидает счастливая и выдающаяся сценическая будущность».
Один из любимых партнеров артистки С.И. Мигай вспоминает: «Особенное наслаждение доставляли мне как слушателю ее выступления в операх Глинки. В партии Антониды образ простой русской девушки был поднят Неждановой на необычайную высоту. Каждый звук этой партии был проникнут духом русского народного искусства, и каждая фраза была для меня откровением. Слушая Антонину Васильевну, я совершенно забывал о вокальных трудностях каватины „В поле чистое гляжу…“, до такой степени меня волновала правда сердца, воплощенная в интонациях ее голоса. Не было ни тени „наигрыша“ или надрыва в ее исполнении романса „Не о том скорблю, подруженьки“, проникнутом искренней горестью, но не такой, которая говорит о душевной слабости, – в облике дочери крестьянина-героя ощущалась стойкость и богатство жизненных сил».
Партия Антониды открывает галерею пленительных образов, созданных Неждановой в операх русских композиторов: Людмила, («Руслан и Людмила», 1902); Волхова («Садко», 1906); Татьяна («Евгений Онегин», 1906); Снегурочка (одноименная опера, 1907); Шемаханская царица («Золотой петушок», 1909); Марфа («Царская невеста», 2 февраля 1916); Иоланта (одноименная опера, 25 января 1917 года); Царевна-Лебедь («Сказка о царе Салтане», 1920); Ольга («Русалка», 1924); Парася («Сорочинская ярмарка», 1925).
"В каждой из этих ролей артистка находила строго индивидуализированные психологические черты, жанровое своеобразие, в совершенстве владея искусством свето – и цветотени, дополняя вокальный портрет точно найденным сценическим рисунком, лаконичным и емким в согласии с живописным обликом, тщательно обдуманным костюмом, – пишет В. Киселев. – Всех ее героинь объединяет обаяние женственности, трепетное ожидание счастья и любви. Вот почему Нежданова, обладая уникальным лирико-колоратурным сопрано, обращалась и к партиям, рассчитанным на лирическое сопрано, как, например, Татьяна в «Евгении Онегине», добиваясь художественной законченности.
Знаменательно, что свой сценический шедевр – образ Марфы в «Царской невесте» – Нежданова создала почти на половине творческого пути, в 1916 году, и не расставалась с ролью до самого конца, включив акт из нее в свой юбилейный спектакль 1933 года.
Лиризм любви с ее внутренней стойкостью, рождение личности через любовь, высота чувств – тема всего творчества Неждановой. В поисках образов радости, женской самоотверженности, сердечной чистоты, счастья артистка пришла к партии Марфы. Всех, кто слышал Нежданову в этой роли, покоряла взыскательность, душевная искренность, благородство ее героини. Артистка, казалось, приникала к самому верному источнику вдохновения – народному сознанию с его устоявшимися в веках моральными и эстетическими нормами".