Во время Второй (Межсоюзнической) Балканской войны в 1913 году Ион Антонеску руководил оперативным отделом штаба 1-й кавалерийской дивизии. В 1914 году он стал командиром эскадрона кавалерийской школы. К началу Первой мировой войны Антонеску дослужился до должности начальника оперативного отдела IV корпуса.