Atšķirībā no dienvidos esošā Adriāna vaļņa, kas tika izveidots no akmens, Antonija valnis tika izveidots no zemes un apklāts ar velēnām, akmeņus ieklājot tikai vaļņa pamatos, tāpēc tas līdz mūsdienām saglabājies mazāk. Vaļņa ziemeļu pusē tika izrakts grāvis, bet augša nostiprināta ar palisādi. Tas bija apmēram 5 metrus plats un 3 metrus augsts. Valnī ietilpa arī 16 forti un nelieli nocietinājumi starp tiem.
Valnis tika sākts celt m.ē. 142. gadā pēc imperatora Antonija Pija pavēles un pabeigts 12 gadu laikā. Valnis tika uzcelts, lai aizsargātu impēriju no kaledoniešu uzbrukumiem. Tas funkcionēja tikai 8 gadus, pēc tam garnizoni tika pārcelti uz Adriāna valni.