Col españíu de la guerra, el 24 de xunu de 1941 convertir nel xefe dEstáu Mayor del Distritu Militar de Kiev, y lidera lequipu pal planteamientu de mandu del Frente Sur, collaborando estrechamente col coronel Ovanés Bagramián, que darréu xubiría a Mariscal de la Xunión Soviética. Antónov foil xefe dEstáu Mayor del Frente Sur entel 27 dagostu de 1941 hastal 28 de xunetu de 1942. Entamól contraataque de les tropes soviétiques na ofensiva de Rostov (Operación Saturno). Esbarataron el plan estratéxicu alemán dasegurar la nala izquierda del frente, sí como creando les condiciones pal contraataque de les tropes soviétiques na zona de Moscú.