Родился в селе Борнуково, ныне Бутурлинского района Нижегородской области, в семье крестьянина. В Красной Армии с июня 1941 года. Окончил Оренбургскую военно-авиационную школу пилотов (1942). Участник Великой Отечественной войны с октября 1942 года.

Командир эскадрильи (94-й гвардейский штурмовой авиационный полк, 5-я гвардейская штурмовая авиационная дивизия, 1-й гвардейский смешанный авиационный корпус, 17-я воздушная армия, 3-й Украинский фронт) гвардии лейтенант Антонов,  к июню 1944 года совершил 150 боевых вылетов на штурмовку оборонительных укреплений, аэродромов, скоплений войск и техники противника.

Звание Героя Советского Союза присвоено 2 августа 1944 года.

С 1946 года капитан Антонов - в запасе.

Окончил школу высшей лётной подготовки (1950). Служил командиром корабля транспортной авиации.

Жил в городе Львов (Украина), похоронен на Лычаковском кладбище.

Награды: ордена Ленина (02.08.1944); Красного Знамени (06.03.1944, 30.07.1944); Александра Невского (29.05.1945); Отечественной войны 1-й степени (28.09.1943); Красной Звезды (18.03.1943).