С июня 1941 года — командир 1-го дивизиона канонерских лодок Краснознамённого Балтийского Флота. В начале Великой Отечественной войны его дивизион участвовал в обороне Таллина, артиллерийским огнём поддерживая немногочисленные воинские части на сухопутном фронте обороны. В Таллинском переходе командовал конвоем № 2 (10 транспортов и вспомогательных судов при 17 кораблях охранения), в конвое капитана 2-го ранга Н. В. Антонова оказались самые малые потери из всех четырёх конвоев — погибли 2 транспорта, все корабли охранения пришли в Кронштадт). Затем все канонерские лодки Антонова участвовали в обороне Ленинграда.