Несколько лет занимался преимущественно станковой живописью и графикой. Создавал графические и акварельные серии, посвященные архитектурным памятникам русских и западноевропейских городов. Участвовал в петербургских и московских выставках. Также как архитектор участвовал во многих конкурсах.
В 1919–1920 некоторое время жил в Эстонии. Писал виды Таллина и Нарвы, оформил обложку для журнала «Облака». Входил в таллинский кружок русских художников «Черная роза», участвовал в местных выставках.
В 1920 вернулся в Латвию. Работал в архитектурной мастерской Эйжен Лаубе. По его проектам были возведены многие общественные здания Риги: кинотеатры, гостиница, типография и другие. В 1926 он построил здание редакции газеты «Сегодня» на Дзирнаву, в 1930 — ресторан «Лидо» в Дзинтари, кинотеатр «Гайсма» на Таллинас, в 1935 — павильон Латвии на Всемирной выставке в Брюсселе, за который был награжден двумя золотыми медалями и орденом Леопольда Второго. Оформлял спектакли для Русского драматического театра в Риге (с 1926 по 1931 состоял главным декоратором театра). Подарил театральные эскизы Русскому культурно-историческому музею в Праге.
В 1940–1950-е продолжал работать в области станковой живописи, графики и сценографии. В 1944 получил звания профессора Латвийского университета и в 1945 заслуженного деятеля искусств Латвии. В 1944 в оккупированной нацистами Риге участвовал в Выставке картин русских художников, устроенной Русским комитетом в пользу эвакуированных.
Последней архитектурной работой стала гостиница «Рига» (1954). Весь авторский коллектив был удостоен премии, однако Антонов — руководитель проекта от нее отказался, потому что вопреки его замыслу на гостинице поместили рога изобилия.
