В 190 году до н. э. Агенобарб участвовал в Антиоховой войне в качестве легата. Формально римской армией, переправившейся с Балкан в Малую Азию, командовал Луций Корнелий Сципион, а фактически — его старший брат Публий Корнелий Сципион Африканский. Но последний накануне решающей битвы при Магнезии серьёзно заболел; согласно Аппиану, он дал брату Гнея Домиция в качестве советника, и в дальнейшем Аппиан говорит об Агенобарбе как о командующем армией.