В 1997—1998 гг. Антон Николаевич Шкаплеров проходил службу в строевой части ВВС в поселке Шайковка Калужской области.

С 1998 г. А. Н. Шкаплеров служил старшим летчиком-инструктором пилотажной группы «Небесные гусары» Центра показа авиационной техники ВВС, затем командиром эскадрильи авиаполка ВВС в поселке Кубинка Московской области. Общий налет к моменту зачисления в отряд космонавтов составлял 410 часов, выполнил 32 прыжка с парашютом. Освоил самолеты Як-52, Л-39, МиГ-29.

12 сентября 2002 г. на заседании Главной медицинской комиссии он получил положительное заключение и допуск к специальным тренировкам.

В мае 2003 г. на заседании Межведомственной комиссии по отбору космонавтов А. Н. Шкаплеров был зачислен в отряд космонавтов для прохождения общекосмической подготовки, которую завершил в июне 2005 г., сдав госэкзамены в ЦПК с оценкой «отлично».

По итогам заседания Межведомственной квалификационной комиссии А. Н. Шкаплерову была присвоена квалификация «космонавт-испытатель».

Совершил четыре космических полёта к Международной космической станции, в ходе которых провёл три выхода в открытый космос.

Награжден орденами «За заслуги перед Отечеством» III и IV степени», а также рядом медалей.