У 1905 — 1907 зблизився з есерами, брав участь у експропріаціях і вже на початку 1908 розшукувався поліцією. На станції Інжавіно захопив касу, про що стало відомо владі, а потім приїхав до Саратова, де погодився вбити генерал-лейтенанта О. Г. Сандецького, засудженого есерами до смерті за жорстоке придушення селянського руху на Поволжі під час революції 1905—1907. Про замах, що готується проінформував поліцію Є. Ф. Азеф, і в лютому 1909 Антонов був заарештований. Він постав перед Тимчасовим військовим судом в м. Тамбові і був засуджений до повішення, але П. А. Столипін замінив смертний вирок каторжними роботами «без терміну». Після двох невдалих спроб втечі Антонов в 1910 був відправлений до Шліссельбурзької фортеці. Був амністований у березні 1917 після Лютневої революції.