Saison 2021 fährt Antonelli seine insgesamt zehnte Saison in Folge und wechselte abermals den Rennstall, diesmal zu "Esponsorama Racing", was eine Rückkehr zu KTM bedeutet. Sein Teamkollege ist der Spanier Carlos Tatay. Überraschenderweise konnte Antonelli an seine Leistungen von 2019 zurückkehren und ist nach vier Jahren WM-Zweiter.