グロドノ県グロドノ市（現ベラルーシ共和国フロドナ）出身。帝国軍の砲兵士官の息子であるアントーノフは、1916年9月、軍に召集され、第1パヴロフスク軍事学校に送られた。1917年2月、准尉となりエゲルスク連隊に配属。同年6月、ケレンスキー攻勢内のスタニスラフ(現イヴァーノ＝フランキーウシク)の戦いで負傷し、サンクトペテルブルク(当時ペトログラード)に後送。治療後、1917年8月、エゲルスク連隊長副官となり、1918年5月、予備役編入。1918年5月～1919年4月、ペトログラードの食料委員会で働きながら、ペトログラード林業大学で学んだ。