Живописец, нар. худ. РСФСР (1975). Окончил моск. ВХУТЕИН (1929). Участник выставок с 1928. В 1927-32 член ОСТа. Преподавал в Моск. текстильном ин-те, профессор. Тематические картины "Выходной день" (1931), "Новый быт" (1932), "Любовь" (1933), "Свадьба в рабочей семье" (1938), "Строительство на Волге" (1951), «С колхозных соревнований» (1964), портреты и др. работы.
Художник родился в Тамбове; в 1922 году тяга к искусству привела его в Москву. «...Учился сначала во ВХУТЕМАСе, позднее, как все вхутемасовцы, окончил ВХУТЕИН. Посещал я тогда с удовольствием выступления Маяковского, встречался с Есениным, бывал у Гиляровского, знал Нестерова, Куприна, Петрова-Водкина, Кончаловского, работал с Мейерхольдом, дружил с Дейнекой...», — вспоминал сам художник. Он занимался сначала на факультете живописи, затем на текстильном факультете у С. В. Герасимова и Д. А. Щербиновского. Уже в 1927-м, за два года до окончании ВХУТЕИНа, Антонов получает Гран-при на Международном конкурсе текстильщиком в Италии — за эскизы галстучной ткани. В том же году вступает в ОСТ (Общество художников-станковистов), а в 1932-м — в Московский Союз художников. Тогда же произведения Антонова впервые попадают в собрания Русского музея («Новый быт») и Третьяковской галереи («Портрет в красном», «Любовь»).
По словам самого Федора Антонова, к середине 1930-х годов «мощное понятие реализма превратилось во внешний метод академического писания картин. А правда искусства — это правда художественная, а не академическая». Хотя наиболее талантливые сопротивлялись новым требованиям, полностью противостоять им они не могли. В то время Антонов пишет «Свадьбу в рабочей семье», «Отдых колхозной молодежи»... Однако давняя склонность Антонова к пейзажному образу находит дня себя выход и играет вполне плодотворную для творчества роль. Излюбленной техникой становится акварель с ее проникновенно-поэтическими выразительными возможностями. В ту сложную пору пейзаж был для Антонова одним из немногих способов подлинного образного высказывания.