1951-1952 m. dirbo vikaru Plungėje, 1952-1954 m. Klaipėdoje, kur 1953 ir 1954 m. laikinai ėjo klebono pareigas. 1954-1959 m. klebonavo Žygaičiuose, 1959-1962 m. - Salantuose, 1962–1965 m. Lauko Sodoje.
1965-1973 m. ėjo Akmenės klebono ir Viekšnių dekanato vicedekano pareigas. 1973-1975 m. - Telšių katedros klebonas ir Telšių vyskupijos kurijos kancleris. 1975 m. spalio 3 d. išrinktas Telšių vyskupijos ir Klaipėdos prelatūros kapituliniu vikaru.
1982 m. liepos 5 d. nominuotas vyskupu ir paskirtas Telšių vyskupijos ir Klaipėdos prelatūros apaštališkuoju administratoriumi. 1982 m. liepos 25 d. Kauno arkikatedroje bazilikoje konsekruotas vyskupu.
1986-1999 m. – Vatikano Dvasininkijos kongregacijos narys, 1988-1993 m. - Lietuvos Vyskupų Konferencijos pirmininko pavaduotojas. 1989-2001 m. - Telšių vyskupijos ordinaras.
2001 m. vyskupas Antanas Vaičius, sulaukęs 75 metų amžiaus, pagal kanonų teisės nuostatus įteikė popiežiui atsistatydinimo raštą. 2001 m. gegužės 13 d. popiežius Jonas Paulius II priėmė jo atsistatydinimą ir paskyrė vyskupą A. Vaičių Telšių vyskupijos apaštaliniu administratoriumi.
2002 m. sausio 5 d. popiežius Jonas Paulius II atleido vyskupą Antaną Vaičių iš Telšių vyskupijos apaštalinio administratoriaus pareigų.