Pochází z bohaté, původem italské, rodiny z Long Island v New Yorku. Tony je jedináček, jeho matka, rozená Paddingtonová, zemřela, když mu bylo osm. Tonyho otec, Anthony D. DiNozzo Sr., s ještě malým Anthonym netrávil příliš mnoho času a v pozdějším věku ho poslal do internátní školy. Když mu bylo 12, otec ho vyškrtl ze závěti. Vystudoval Rhode Island military academy a později Ohio state university s bakalářským titulem z tělesné výchovy. Během let, co studoval na univerzitě, patřil do místního bratrství Alpha chi delta, také patřil do místního basketbalového a fotbalového týmu. Rodina mu ale dala jen málo, a tak musí pracovat pro policii a později pro NCIS. Před nástupem k NCIS pracoval u policie v Peorii, Philadelphii a v Baltimoru, na všech třech místech strávil kolem dvou let. U baltimorské policie pracoval na oddělení vražd. Během jednoho případu se potkal s Gibbsem, který pracoval v utajení. Zanedlouho se v roce 2001 stal členem Gibbsova týmu. Během služby jako zvláštní agent NCIS se podílel na dlouhodobé tajné operaci, na kterou byl přidělen ředitelkou NCIS Jenny Shepardovou a jejím hlavním cílem byl obchodník se zbraněmi La Grenouille. V rámci ní chodil s jeho dcerou Jeanne. Stejně jako Gibbs i on byl nasazen na námořní plavidlo USS Ronald Reagan a později na USS Seahawk v rámci nasazení agentů NCIS na námořní lodě. (Poslal ho sem Leon Vance, který byl zástupcem Jenny a po její smrti nastoupil na její místo. Leon potřeboval zjistit zrádce v NCIS). Je posedlý ženami, auty a drahým oblečením. Většinou mu nejde o vážnější vztah. Snaží se ale zaujmout téměř každou ženu. Velmi miluje jídlo, což je vidět v téměř každém dílu. Je velkým fanouškem filmů – nějaký film zmíní snad v každém dílu. Rád je středem pozornosti a chce být vždy nad věcí, což se mu většinou i daří. Často si dělá z ostatních legraci. Nejvíce si to užívá na McGeem, kterému nějakou dobu po jeho nástupu říkal Zelenáč. Schytá od Gibbse nejvíc pohlavků. Podobně jako Gibbs má špatný vztah s otcem. DiNozzové spolu moc nekomunikují. Tony dokonce nevěděl, že se jeho otec znovu oženil. Jejich vztah se zlepší až v 8. řadě v 7. díle – Zlomený šíp.
Tonyho list nesplněných přání
1. Stát se mistrem umění Kung Fu.
2. Řídit Aston Martin DB5 z roku 1965, stejné jako ve filmu Goldfinger.
3. Odhalit smysl života.
4. Chytit žraloka.
5. Vyjít si z dívkou z Bonda a/nebo s Miss Universe.
6. Jet na motorce v Kouli smrti.
7. Napsat dopis Rogeru Ebertovi kvůli recenzím na filmy Full metal jacket (Olověná vesta) a Benji the hunter (Hledá se Benji).
8. Vymyslet chytlavou frázi.
9. Sáňkovat.
10. Říct tátovi, že je to v pořádku.
11. Shlédnout všechny Hitchcockovi filmy v pořadí jejich vydání, včetně obou verzí The man who knew too much (Muž, který věděl příliš mnoho) s pauzami pouze na toaletu.
12. Zažít Divy světa (kromě Gibbse).
13. Naučit se hrát na basu.
14. Nakopat McGeemu zadek v nějaké videohře.
15. Vymyslet DiNozzům erb.
16. Jet na ruském kole nahý.
17. Získat a předat recept na Gibbsův steak.
18. Navštívit Bogie’s grave.
19. Prodiskutovat Paříž.
20. Dát někomu motivační řeč.
21. Najít Jimmyho Hoffa, sakra.
22. Dokončit memoáry.
23. Zahrát si štěk ve filmové verzi memoárů.
24. Připustit si přátelé blíže k tělu.
25. Zkusit vesmírnou turistiku.
26. Říct jí to.