Antoine Hennepin werd geboren in Ath in de Spaanse Nederlanden (het huidige Henegouwen, België). In 1659, toen hij in de stad Béthune woonde, werd deze ingenomen door het leger van Lodewijk XIV van Frankrijk. Henri Joulet, die Hennepin vergezelde en zijn eigen verslag van hun reizen schreef, noemde Hennepin een Vlaming (een inwoner van Vlaanderen), hoewel Ath een Romaanse taalgebied was en nog steeds is in het huidige Wallonië. Dat Joulet hier de term “Vlaming” gebruikt, wijst op een gebrek aan begrip of veralgemening van dit demoniem, dat in die tijd gebruikelijk was.
Hennepin trad toe tot de Franciscanen, en preekte in Halles (België) en in Artois. Daarna kreeg hij de leiding over een ziekenhuis in Maestricht. Hij was ook korte tijd aalmoezenier in het leger.
Op verzoek van Lodewijk XIV stuurden de Récollets in mei 1675 vier missionarissen naar Nieuw-Frankrijk, onder wie Hennepin, vergezeld door René Robert Cavelier, Sieur de la Salle. In 1676 ging Hennepin naar de Indianen-missie in Fort Frontenac, en vandaar naar de Mohawks.
In 1678 kreeg Hennepin van zijn provinciale overste opdracht La Salle te vergezellen op een expeditie om het westelijk deel van Nieuw-Frankrijk te verkennen. Hennepin vertrok in 1679 met La Salle vanuit Quebec City om de 45 ton metende bark Le Griffon te bouwen, door de Grote Meren te varen en het onbekende Westen te verkennen.
Hennepin was met La Salle bij de bouw van Fort Crevecoeur (bij het huidige Peoria, Illinois) in januari 1680. In februari stuurde La Salle Hennepin en twee anderen als vooruitgeschoven groep om de Mississippi rivier op te zoeken. De groep volgde de Illinois rivier tot aan de samenvloeiing met de Mississippi. Kort daarna werd Hennepin gevangen genomen door een Sioux oorlogsgroep en voor een tijd weggevoerd naar wat nu de staat Minnesota is.
In september 1680, dankzij Daniel Greysolon, Sieur Du Lhut, kregen Hennepin en de anderen kano’s en mochten ze vertrekken, om uiteindelijk terug te keren naar Quebec. Hennepin keerde terug naar Frankrijk en kreeg van zijn orde nooit toestemming om naar Noord-Amerika terug te keren. Plaatselijke historici schrijven de franciscaner broeder Récollet toe als de eerste Europeaan die aan land stapte op de plaats van het huidige Hannibal, Missouri.
Twee grote watervallen werden door Hennepin onder de aandacht van de wereld gebracht: De Niagara-watervallen, met het grootste debiet van heel Noord-Amerika, en de Saint Anthony-watervallen in het huidige Minneapolis, de enige natuurlijke waterval aan de Mississippi. In 1683 publiceerde hij een boek over de Niagara-watervallen, genaamd A New Discovery. De regionalistische schilder Thomas Hart Benton maakte een muurschildering, “Father Hennepin at Niagara Falls” voor de New York Power Authority in Lewiston, New York.