Родился в с. Красково (ныне поселок) Люберецкого района Московской области в семье служащего. Работал в г. Коломна. В 1926 г. призван в Военно-Морской Флот.
С 1930 г. служил на Дальнем Востоке в морской пограничной охране на различных должностях, в т. ч. с апреля 1936 г. по январь 1940 г. – командиром сторожевого корабля «Вацлав Воровский» Владивостокского морского погранотряда, который выполнял задания по охране морской границы в Охотском, Беринговом, Чукотском морях. С июня 1945 г. командовал Амурской военной флотилией. В августе-сентябре 1945 г. флотилия содействовала корабельной артиллерией войскам 1-го и 2-го Дальневосточных фронтов в организации переправ и высадке десантов во время боев на речных рубежах Амура, Уссури, Сунгари и озере Хасан.
Под командованием Антонова флотилия приняла участие в Южно-Сахалинской и Сунгарийской наступательных операциях против японских войск.
Боевые действия флотилии под командованием Антонова получили высокую оценку командования. Указом Президиума Верховного Совета СССР от 14 сентября 1945 г. «за образцовое выполнение заданий командования на фронте борьбы с японскими империалистами и проявленные при этом отвагу и геройство» контр-адмиралу Антонову Н. В. присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда» (№ 7130). После войны продолжал службу в Военно-Морском Флоте. Трагически погиб в октябре 1948 г. Награжден орденом Ленина, двумя орденами Красного Знамени, орденами Ушакова II степени, Отечественной войны I степени, Красной Звезды, медалями.
