Anton Hölzl war gelernter Buchdrucker und schloss sich bereits als Jugendlicher der sozialdemokratischen Bewegung in Favoriten an. Hölzl arbeitete ab 1892 als Schriftsetzer in der Österreichischen Staatsdruckerei und wurde 1918 Mitglied der Bezirksvertretung Favoriten.

Von 1919 bis 1934 gehörte er dem Nationalrat an und vertrat dort in erster Linie die Interessen der Arbeitslosen und Kriegsopfer. Hölzl, der sich v.a. auch im Bildungswesen und in der Gewerkschaft engagierte, wurde Redakteur des Gewerkschaftsorgans "Vorwärts", Präsident des Zentralvereines für Büchereien und Lesehallen und Obmannstellvertreter der Zentralstelle für das Bildungswesen der Sozialdemokratischen Arbeiterpartei.

Gemeinsam mit den Ärzten Dr. Richard Fröhlich und Dr. Rudolf Wlassak hatte Hölzl bereits 1905 auch den Arbeiter-Abstinentenbund gegründet, der als Instrument im Kampf gegen den Alkoholismus unter der Arbeiterschaft von großer Bedeutung war; bis zum Verbot der Organisation im Februar 1934 fungierte er als deren Obmann.

In der Zeit des Faschismus war Anton Hölzl mehrmals in politischer Haft, erstmals am 12. Februar 1934, zuletzt nach dem 20. Juli 1944.

Nach Kriegsende leitete er gemeinsam mit Anton Rot die Wiedergründung der Abstinentenbewegung ein, aus der sich schließlich die Österreichische Aktion für 0,0 Promille entwickelte.

Die in den Jahren 1931/32 nach Plänen von Josef Hoffmann errichtete Wohnhausanlage, 10., Laxenburger Straße 94, wurde 1983 Anton-Hölzl-Hof benannt.