A Novara la sua figura riveste una importanza particolare all’interno della vicenda urbanistica della città. Come membro della Commissione di pubblico ornato propose e attuò un programma di interventi mirati alla modernizzazione di Novara, il suo piano regolatore del 1840 influenzò le scelte di gestione urbanistica anche nel secolo successivo.
nel 1840 gli venne affidata la progettazione della cupola della basilica di San Gaudenzio che, iniziata nel 1844, venne ultimata nel 1878 dopo ben tre modifiche del progetto originario innalzandola sempre più alto fino a raggiungere i 122 metri di altezza.
Antonelli fu autore del disegno neoclassico per la nuova costruzione del Duomo che fu eseguito, solo per la parte delle navate, sull’area del distrutto duomo romanico.
Nel 1850 presentò un ambizioso progetto di riforma della sede ospedaliera le cui dimensioni apparvero smisurate al momento, rispetto alle reali necessità della città. Ma la differenziazione delle diverse funzioni (traffico, degenza, isolamento) costituì una assoluta novità per l’architettura ospedaliera del secolo scorso.
Alessandro Antonelli nel 1860 ideò la casa De Sanctis, divenuta casa Bossi, situata sul baluardo Quintino Sella a pochi metri dalla cupola. A Novara Antonelli fu consigliere comunale e provinciale.
morì a Torino nel 1888. Il Consiglio Comunale Novarese il 29 maggio 1890, gli dedicò la intitolazione della via già denominata Santa Chiara, situata in prossimità della basilica di San Gaudenzio

Cupola in costruzione