Baigė Kurklelių (Anykščių r.) pradžios mokyklą. Jaunystėje sirgo, todėl augo tėvų namuose ir daugiau nesimokė. 1935–1937 m. baigė Veprių (Ukmergės r.) žemesniąją žemės ūkio mokyklą, 1937–1940 m. toliau mokėsi Gruzdžių (Šiaulių r.) vidurinėje gyvulininkystės mokykloje.

1940–1941 m. A. Serbentavičius dirbo Papilio (Biržų r.) galvijų auginimo ir kontrolės ratelio kontrolieriaus asistentu, 1941–1945 m. buvo Aknystų (Anykščių r.) valstybinio ūkio zootechnikas.

1945–1946 m. jis baigė parengiamuosius kursus prie Vilniaus universiteto, skirtus nebaigusiems gimnazijos. Nuo 1945 m. jis taip pat neakivaizdžiai, kaip laisvasis klausytojas, studijavo miškininkystę Vilniaus universitete, o perkėlus studijas į Kauną, 1950 m. baigė Lietuvos žemės ūkio akademijos Miškų ūkio fakultetą, įgijo miškininko išsilavinimą. Tuo pačiu metu 1946–1950 m. jis studijavo ir gamtos mokslus: pradėjo geografijos studijas Vilniaus pedagoginiame institute, jas tęsė ir baigė Šiaulių mokytojų instituto Gamtos ir geografijos skyriuje, įgijo geografo išsilavinimą.

1950–1951 m. A. Serbentavičius dirbo Šiaulių miškų ūkyje inžinieriumi.

1951–1952 m. jis tęsė studijas Lietuvos Mokslų akademijos aspirantūroje dirvožemių tyrimo srityje. 

1952–1962 m. jis buvo Lietuvos žemės ūkio ministerijos Respublikinės sėklų kontrolės ir agrochemijos laboratorijos direktoriaus pavaduotojas agrochemijos reikalams.

1962 m. jis apsigynė disertaciją, buvo žemės ūkio mokslų kandidatas.

1962–1989 m. A. Serbentavičius dirbo Vilniaus pedagoginio institute, 1962–1968 m. buvo vyresnysis dėstytojas, 1969–1989 m. – docentas, nuo 1989 m. iki gyvenimo pabaigos – profesorius.

Išėjęs į pensiją, jis tyrė dirvožemio ypatybes Varėnos dirvožemio monitoringo poligone.

1989 m. jis apsigynė disertaciją, buvo žemės ūkio mokslų daktaras, 1993 m. nostrifikuotas habilituotas biomedicinos mokslų, agronomijos daktaras.

A. Serbentavičius parengė ir išleido monografiją "Dirvožemių mokslas" (1993 m.), paskelbė apie 50 mokslinių straipsnių, daugiausia apie dirvožemį, jo užteršimą ir būklės gerinimą, apie smėlinių dirvožemių panaudojimą žemės ir miškų ūkyje, žurnale "Žemės ūkis" ir rinkiniuose.

Buvo vedęs, žmona Liucija Serbentavičienė (1927–2021) – gydytoja odontologė. Duktė Aurelija Cecilija Serbentavičiūtė-Balčiūnienė (g. 1963 m.).

Mirė 1999 m. balandžio 1 d. Varėnos r. Palaidotas Vilniaus Karveliškių kapinėse (30 sektorius, 18 eilė, 9 kapavietė). Kapą ženklina pilkai rusvas paminklinis akmuo su iškaltu įrašu: "Serbentavičiai / Prof. habil. dr. Antanas / 1919–1999 / Liucija 1927–2021".