Antoine Zahlan nasceu na cidade palestina de Haifa, em uma família cristã árabe. Seu pai, Benjamin Zahlan, e sua mãe, Marie Khoury, proporcionaram-lhe uma formação sólida desde cedo. Estudou inicialmente na École des Frères em Haifa e, depois, como interno, no colégio Terra Sancta, em Jerusalém. A trajetória pessoal e intelectual de Zahlan foi marcada desde o início pela luta contra a ocupação estrangeira: em abril de 1948, sua família foi expulsa de Haifa por ocasião da invasão sionista, sendo forçada a buscar refúgio no Líbano, na cidade de Aley.
Ainda jovem, Zahlan ingressou na Universidade Americana de Beirute (AUB), onde obteve o bacharelado (1951) e o mestrado (1952) em física. Pouco depois, mudou-se para os Estados Unidos, onde concluiu o doutorado na Universidade de Syracuse, em Nova York, em 1956. Retornando ao Líbano, passou a integrar o corpo docente da AUB como professor e chefe do Departamento de Física entre 1956 e 1969.
A partir da década de 1960, Zahlan assumiu uma atuação política e científica mais explícita, impulsionado pela catástrofe da guerra de junho de 1967, quando o Estado sionista derrotou as forças dos países árabes. Junto de Walid Khalidi e Burhan Dajani, propôs ao rei Hussein da Jordânia a criação de uma associação científica nacional com o objetivo de superar o abismo tecnológico entre o mundo árabe e os centros imperialistas. Foi assim que surgiu a Royal Scientific Society, da qual os três foram indicados como curadores. Zahlan deixou seu cargo na AUB e assumiu a direção executiva da nova organização. Contudo, os eventos de setembro de 1970, quando o regime hachemita promoveu um massacre contra a resistência palestina, inviabilizaram o projeto. Os três fundadores se retiraram e Zahlan retornou a Beirute.
Em 1973, os mesmos intelectuais voltaram a tentar organizar uma estrutura voltada ao progresso técnico-científico do mundo árabe. Com apoio do empresário palestino Hasib al-Sabbagh, fundaram o instituto Arab Projects and Development (APD), uma empresa privada de fins não lucrativos, cujo lucro seria integralmente reinvestido em pesquisa. Zahlan, mais uma vez, deixou a AUB e passou a dirigir o APD. Um dos principais projetos do instituto foi um levantamento sobre os quadros técnicos avançados do Iraque, revelando um mapeamento estratégico de capacidades humanas em um país com forte presença estatal e perspectiva nacionalista. A guerra civil no Líbano, iniciada em 1975, interrompeu esse trabalho em 1976.
No mesmo ano, Zahlan concluiu um texto visionário, intitulado O Futuro do Mundo Árabe no Ano 2000, que projetava desafios e possíveis caminhos para a região, articulando ciência, soberania e independência. Também foi eleito presidente da Associação Árabe de Física, consolidando-se como um dos principais organizadores do campo científico árabe.
Entre 1976 e 1978, atuou como pesquisador visitante na Universidade de Sussex, no Reino Unido. De volta ao Líbano, abriu uma consultoria própria e, ao longo das décadas de 1980 e 1990, atuou como assessor e especialista técnico para diversas instituições nacionais e internacionais. Entre seus principais trabalhos, destacam-se:
Liga Árabe: foi o principal responsável pela elaboração da pauta científica da cúpula de 1980, que aprovou a Carta para a Ação Econômica Nacional Pan-Árabe e o programa da Década do Desenvolvimento Árabe;
Comissão Econômica e Social da ONU para a Ásia Ocidental (ECSWA): atuou como especialista em transferência de tecnologia;
Fundação Abdul Hameed Shoman: assessorou programas de reforma agrícola na Jordânia, na Síria e no Sudão;
Organização Internacional do Trabalho (OIT): contribuiu com políticas de desenvolvimento tecnológico;
Banco Mundial: elaborou diretrizes para uma estratégia de transferência de tecnologia na Palestina;
Consolidated Contractors Company: forneceu assessoria sobre inovação e planejamento técnico.
Entre 1983 e 1988, Zahlan foi membro do conselho da Organização Árabe para Educação, Ciência e Cultura (ALECSO). Também integrou o Centro de Estudos da Unidade Árabe (Beirute), a Associação de Bem-Estar Palestina (Welfare Association), a Câmara de Comércio Árabe-Britânica e a Academia de Ciências de Nova York.
Sua carreira como educador internacional inclui cargos de professor visitante em universidades como Stanford, Universidade da Carolina do Norte, Universidade de Essex e o Centro Internacional de Pesquisas para o Desenvolvimento, no Canadá.
Em 2010, criou a Organização da Comunidade Científica Árabe, reunindo pesquisadores de países como Egito, Iraque, Kuwait, Líbano e Qatar. A instituição visa fortalecer as relações entre cientistas árabes, fomentar a cooperação em pesquisas e aplicações técnicas, e criar canais permanentes de troca de informações científicas entre os países da região.
Além de físico e gestor, Antoine Zahlan foi um teórico destacado do papel social da ciência. Seu pensamento defendia que os países árabes só poderiam alcançar a independência nacional verdadeira se organizassem uma base técnico-científica própria, com instituições autônomas e quadros nacionais altamente qualificados. Sua perspectiva pan-arabista não era abstrata: ela se baseava na construção de ferramentas concretas para romper a dependência dos países imperialistas.
Zahlan foi casado com Rosemarie Janet Said por mais de trinta anos e teve uma filha, Amal, de seu primeiro casamento. Até o fim da vida, manteve o compromisso com a luta pela soberania dos povos árabes.