Родился 13 марта 1917 г. в селе Рассказань ныне Балашовского района Саратовской области в семье крестьянина. Русский.
Во время голода в 1927 г. умерли родители и брат, Василия с сестрой забрала к себе в Иваново тетя. Затем отдала его в детский дом. В
В октябре 1938 г. призван в Красную Армию. Служил в пограничных войсках на советско—финляндской границе — в 35—м морском пограничном отряде, вошедшем затем в состав 82—го пограничного отряда. Принимал участие в войне с Финляндией
28 сентября 1943 г. при форсировании Днепра в районе посёлка Комарин Брагинского района наводчик станкового пулемета пулеметной роты 1—го батальона 271—го стрелкового Нижне—Волжского полка 181—й стрелковой дивизии 13—й армии Центрального фронта ефрейтор Антонов обеспечивал огнем переправу своих подразделений.
Утром 28 сентября на поредевший в боях батальон противник бросил в контратаку до полка пехоты. При поддержке танков и артиллерийского огня немцам удалось приблизиться к позициям обороняющихся. Оставшись один у пулемета, Антонов под огнем противника быстро выкатил пулемет на пригорок и с дальности
В ночь на 2 октября батальон занял оборону в районе д. Колыбань Брагинского района. В 9 часов утра позиции батальона подверглись атаке бомбардировщиков противника. В это же время по позициям открыли огонь его артиллерия и минометы. После чего в контратаку пошла, поддерживаемая танками, пехота противника.
Заградительным огнем с закрытых позиций артиллеристы полка расстроили боевые порядки противника, по которым открыли огонь противотанковые пушки и пулеметы. В этом бою Антонов уничтожил до двух взводов пехоты противника. За отвагу и мужество, проявленные в боях за удержание плацдарма на правом берегу Днепра, Указом Президиума Верховного Совета СССР от 16 октября 1943 г. присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда» (№ 1823).
В начале 1944 г. окончил курсы младших лейтенантов 1—го Украинского фронта и был назначен командиром пулеметного взвода 271—го стрелкового полка. 18 апреля 1944 г. в бою под г. Ковель был ранен в ноги. Более полугода провел в госпитале в г. Иваново. После излечения был оставлен в резерве Московского военного округа и направлен на окружные курсы младших лейтенантов.
В сентябре 1945 г. младший лейтенант Антонов уволился в запас, жил в г. Иванове, где более тридцати лет работал шофером одной из автобаз. Умер 18 декабря 1988 г. Похоронен на кладбище Балино г. Иванова.
Награжден орденами Ленина, Отечественной войны I и II степени, медалью «За оборону Советского Заполярья» и другими. Его имя увековечено в г. Иваново на мемориале Героев.