Родился 1 (13) февраля 1898 года в Москве. 

В 1920–1924 годах — актёр театра Пролеткульта (Москва). 

Снимался в кино. В 1925 году сыграл первую роль — рабочий в кепке («Стачка»). Одна из самых значительных работ Антонова в период немого кино — роль Вакуленчука в фильме «Броненосец „Потёмкин“» (1926, при создании этой картины исполнял также обязанности помощника режиссёра). 

Впоследствии сыграл много ролей, главным образом характерных. За свою творческую карьеру Антонов снялся в более чем пятидесяти немых и звуковых кинофильмах. 

Умер 23 ноября 1962 года. Похоронен на Рогожском кладбище.