Родился в 1910 году в рабочем поселке Бондюжский в семье рабочего химического завода.
Окончил Елабужскую школу второй ступени, работал учителем сельской школы. Был одним из первых комсомольцев 1920-х годов, будучи пропагандистом Бондюжского райкома комсомола находился в гуще общественной жизни. После окончания в 1929 году Всесоюзных курсов паяльщиков по свинцу направлен в город Шостку на строительство завода.
В 1930 году вступил в ВКП(б). В 1937–1938 работал редактором газеты «Заря» Шосткинского района Черниговской области. Затем перешел на партийную работу, был культпропагандистом Шосткинского районного комитета КП(б) Украины, в 1939 – сентябре 1941 – заместитель заведующего отделом пропаганды и агитации Сумского областного комитета партии Украины.
В период немецкой оккупации территории Сумской области обком партии переходит на подпольную работу. В августе 1941 г. А. Антонов координировал действия подпольных и партизанских организаций и отрядов, возглавил партийную организацию партизанского отряда Карпова, который действовал на Лебединщине. С сентября 1941 по май 1942 г. занимал должность первого секретаря Сумского подпольного областного комитета КП(б) Украины
После того, как немцы усилили борьбу с партизанами и в бою погиб командир отряда И. Карпов, лебединские партизаны стали пробиваться на север области, в брянские леса. Однако место нахождения отряда было выдано немцам предателем, А. Антонов захвачен в плен и казнен в фашистской тюрьме 7 мая 1942 г. Похоронен в г. Лебедин Сумской области.
Бюст нашего земляка был установлен в сквере по ул. Первогвардейская в городе Лебедине. Его именем также названа и одна из городских улиц.