生于格羅特洛(炮兵連長)家庭。1915年進(jìn)彼得堡大學(xué)學(xué)習(xí)，后因生活困難輟學(xué)，人工廠做工。1916年應(yīng)征入伍，被送入學(xué)習(xí)。畢業(yè)后，授予準(zhǔn)尉軍銜，被分配到狙擊兵團(tuán)工作。參加過粉碎科爾尼洛夫叛亂的戰(zhàn)斗。1919年參加蘇軍。參加蘇軍后任莫斯科工人第1師( 南方面軍)副參謀長。國內(nèi)戰(zhàn)爭后期，任步兵第15師所屬旅參謀長，該旅曾強(qiáng)渡 錫瓦什湖，在 克里木消滅了 弗蘭格爾的軍隊(duì)。

1922—1937年，安東諾夫歷任步兵師作戰(zhàn)科長到莫斯科軍區(qū)參謀長一系列職務(wù)，成為一位有很高政治和軍事素養(yǎng)的高級作戰(zhàn)指揮人員。1928年加入蘇聯(lián)共產(chǎn)黨。畢業(yè)于伏龍芝軍事學(xué)院(1931)、伏龍芝軍事學(xué)院戰(zhàn)役系(1933)和總參軍事學(xué)院(1937)。1938—1940年任伏龍芝軍事學(xué)院合同戰(zhàn)術(shù)教研室主任教員、教研室副主任。

衛(wèi)國戰(zhàn)爭開始時(shí)，安東諾夫任 基輔特別軍區(qū)副參謀長。不久任 南方面軍指揮機(jī)關(guān)籌建小組組長，并于1941年8月被任命為該方面軍參謀長。輔佐里亞貝舍夫中將。這個(gè)方面軍打得不好，給撤了。1942年7—9月在 北高加索方面軍給 布瓊尼元帥當(dāng)參謀長，又打得不好，方面軍被撤銷，降級當(dāng)了黑海軍隊(duì)集群參謀長。沒多久在斯大林格勒快要反攻的時(shí)候，總參大部分牛人都被撒出去了。斯大林認(rèn)為能力強(qiáng)的人應(yīng)該在前線。 亞歷山大·米哈伊洛維奇·華西列夫斯基 和 格奧爾吉·康斯坦丁諾維奇·朱可夫在前線就不用說了， 尼古拉·費(fèi)多羅維奇·瓦圖京 也早在夏天就當(dāng)了方面軍司令員�？倕⒅\長華西列夫斯基認(rèn)為總參的工作需要一個(gè)牛人來主持。他以前比較了解安東諾夫，就向斯大林推薦。結(jié)果斯大林以為華西列夫斯基的意思是安東諾夫能力不強(qiáng)，問“怎么，您認(rèn)為他不適合在前線干嗎？”華西列夫斯基一聽，趕緊大說好話。斯大林就說莫斯科的事情，我們這些人好歹還應(yīng)付的過來，你就放心在前線吧。安東諾夫既然這么牛，升為 外高加索方面軍參謀長。幫助 伊萬·弗拉基米羅維奇·秋列涅夫大將，這個(gè)方面軍也不完全是坐冷板凳，隨后就作為主力打了 高加索會戰(zhàn)。這次打贏了。

然后華西列夫斯基親自帶著安東諾夫去面見斯大林，再次推薦，安東諾夫才當(dāng)了第一副總參謀長兼作戰(zhàn)部長。1943年5月免去作戰(zhàn)部長職務(wù)，以什捷緬科繼任。 謝爾蓋·馬特維耶維奇·什捷緬科是總參負(fù)責(zé)高加索方向的參謀，與安東諾夫配合很好。安東諾夫升上去后，在他和華西列夫斯基的推薦下，什捷緬科也升了上去。以后蘇聯(lián)進(jìn)行戰(zhàn)略戰(zhàn)役計(jì)劃的核心就是斯大林，朱可夫，華西列夫斯基，安東諾夫，什捷緬科5個(gè)人。然后華西列夫斯基下部隊(duì)做大本營代表了，安東諾夫就接任代理總參謀長，之后準(zhǔn)備 庫爾斯克戰(zhàn)役，安東諾夫的能力被朱可夫大為贊賞，斯大林也很欣賞，一高興，就在43年8月給了個(gè)大將（42年底還是中將）。在衛(wèi)國戰(zhàn)爭的大部分時(shí)間里，名為總參謀長的華西列夫斯基都在前線擔(dān)任大本營代表的工作， 而總參謀部實(shí)際上是安東諾夫領(lǐng)導(dǎo)的�？倕⒅\長的職務(wù)一直給華西列夫斯基保留，直到1945年2月雅爾塔會議后，才在他一再要求下給了安東諾夫，當(dāng)時(shí)也是因?yàn)?伊萬·丹尼洛維奇·切爾尼亞霍夫斯基大將傷重不治，華西列夫斯基接替了他的方面軍司令員職務(wù)。安東諾夫以此職務(wù)作為蘇聯(lián)代表團(tuán)的軍事代表出席了克里米亞會議(1945)和波茨坦會議(1945)。盡管擔(dān)任職務(wù)極高、發(fā)揮作用極大，但由于俄國--蘇聯(lián)普遍輕視參謀人員的傳統(tǒng)，他最終沒能得到蘇聯(lián)元帥的軍銜。也許是為了彌補(bǔ)這一點(diǎn)吧，安東諾夫被授予了蘇聯(lián)最高軍功勛章— 勝利勛章！要知道，勝利勛章只發(fā)給過17個(gè)人，蘇聯(lián)只有斯大林、8位戰(zhàn)時(shí)元帥和戰(zhàn)前元帥鐵木辛哥得過這一勛章。連其他的戰(zhàn)前元帥和準(zhǔn)戰(zhàn)時(shí)元帥都沒得過，安東諾夫是唯一一位獲得該勛章的大將。由此看來，在斯大林的心目中，安東諾夫的地位應(yīng)該與戰(zhàn)時(shí)元帥們平起平坐。 但沒幾個(gè)月戰(zhàn)爭結(jié)束，華西列夫斯基又被任命為總參謀長，安東諾夫又降回副的。1948—1949年任外高加索軍區(qū)第一副司令，1950—1954年任司令。1954年4月調(diào)回總參謀部任第一副總參謀長兼國防部部務(wù)委員會委員。1955年晉升為 華沙條約締約國軍隊(duì)參謀長，直至逝世。他幾乎當(dāng)了一輩子的參謀長。

安東諾夫?qū)μK聯(lián)軍事學(xué)術(shù)的發(fā)展做出了很大貢獻(xiàn)。是蘇聯(lián)第二——六屆最高蘇維埃代表。獲列寧勛章3枚，紅旗勛章4枚，一級蘇沃洛夫勛章2枚，一級庫圖佐夫勛章和一級衛(wèi)國戰(zhàn)爭勛章各1枚，外國勛章14枚，獎?wù)露嗝�，蘇聯(lián)“勝利”最高軍功勛章1枚。葬于 紅場克里姆林宮墻下。