Советский авиаконструктор, академик АН СССР (1981), Герой Соц. Труда (1966). Антонов — один из основателей советского планеризма. В юношеские и студенческие годы разработал учебные планёры ОКА-I, -2, -3, «Стандарт-1, -2», планёр-паритель «Город Ленина». После окончания Ленинградского политехнического института (1930) — начальник планёрного КБ Осоавиахима в Москве, в 1933-38 главный конструктор планёрного завода в Тушине.

Создал около 30 типов планёров. в т. ч. серийные учебные УПАР (выпущено 800 экз.), Ус-3 (выпущено 1600экз.), Ус-4(выпущено 3000экз.), БС-3, -4, -5; спортивные «Рот-Фронт-1,-2,-3,-4,-5,-6,-7»; экспериментальные ИП, РЭ, М, БА-1. На 6 тыс. планёров, построенных заводом, прошли обучение свыше 150 лётчиков.

В 1938-40 гг. Антонов работал ведущим инженером в ОКБ А. С. Яковлева. В 1940-41 работал на заводе «Красный лётчик» над лёгким связным самолётом, руководил внедрением его в серию на заводе в Каунасе. Затем будучи главным инженером планёрного управле ния НКАП, организовал производство своего грузового и десантного планёра А-7 (в годы ВОВ их было выпущено 600 экз.). В 1943-46 Антонов первый заместитель конструктора в ОКБ Яковлева, в 1945-46 начальник филиала этого ОКБ в Новосибирске.

С 1946 главный конструктор вновь организованного ОКБ (переведённого в 1952 в Киев), в 1967-84 генеральный конструктор. В послевоенные годы под руководством Антонова созданы: специальные транспортные самолеты (Ан-8, Ан-12, Ан-22, Ан-26, Ан-32, Ан-72, Ан-124) для решения задач военно-транспортной авиации, воздушно-десантных войск и обеспечения грузовых перевозок Аэрофлота; многоцелевые (Ан-2, Ан-14, Ан-28), отличающиеся способностью базироваться на неподготовленных площадках длиной до 550 м; пассажирские (Ан-10, Ан-24), обладающие высокой экономичностью перевозок; цельнометаллические планёры Ан-11, Ан-13, Ан-15 и дельтапланы «Славутич».

Под его руководством разработана система автоматизированного проектирования транспортных самолетов, внедрены клеесварные соединения и композиционные материалы, развиты методы авиастроительной экономики. С 1977 года заведующий кафедрой Харьковского авиационного института (с 1978 проф.).

Депутат Верховного Совета СССР с 1958. Золотая медаль им. А. Н. Туполева (1979). Ленинская премия (1962), Государственная премия СССР (1952). Награжден 3 орденами Ленина, орденами Октябрьской Революции, Отечественн ой войны 1-й степени, Трудового Красного Знамени, медалями. В его честь учреждён диплом ФАИ. Имя Антонова присвоено Киевскому механическому заводу.