Родился в городе Арсеньеве Приморском крае. С 1979 года жил в Волгодонске Ростовской области. Там в 1989 году окончил среднюю школу №18. Сашу назвали в честь его прадеда – Александра Тихоновича Дроздова, командира-автоматчика, кавалера трех боевых наград, который защищал Сталинград, сражался с фашистами на Белорусском фронте. В школе Саша занимался футболом, шахматами, каноэ, дзюдо, плаванием. После 8 класса записался в ДОСААФ на летное отделение. Занимался в Романовском аэроклубе. С 1990 года Александр Антонов – курсант Ейского высшего военного авиационного училища лётчиков имени В.М. Комарова. Когда училище расформировали, весь курс перевели в Барнаул. По окончании Барнаульского высшего военного авиационного училища лётчиков имени Главного маршала авиации К.А. Вершинина его в 1995 году распределили сначала в строевые части Военно-воздушных сил Российской Федерации в Читу. А затем Александр проходил службу во 2-м гвардейском бомбардировочном авиационном Оршанском Краснознамённом ордена Суворова полку истребителей-бомбардировщиков (пункт локализации – станция Джида Республики Бурятия). Летчик Александр Антонов служил во 2-м гвардейском бомбардировочном авиаполку на станции Джида с конца 90-х годов прошлого века по 2010-й год.

После службы в Бурятии с 2010 года служил на 6980-й гвардейской Оршанской Краснознамённой ордена Суворова авиационной базе (пункт дислокации – аэродром Шагол, город Челябинск). Там прошёл путь до заместителя командира авиационного полка по лётной подготовке. В составе авиагруппы ВКС РФ был в командировке в Сирии. В звании гвардии подполковника вышел в отставку летом 2022 года.

Когда началась специальная военная операция, заслуженный лётчик РФ, патриот Александр Антонов не мог остаться в стороне: принял решение пойти на СВО добровольцем: заключил контракт с частной военной компанией (ЧВК) «Вагнер» и был принят на службу в её авиационное крыло.

2 декабря 2022 года лётчик из состава ЧВК «Вагнер» Александр Антонов совершил героический поступок в зоне СВО. По данным военкоров, 2 декабря 2022 года поздним вечером экипаж бомбардировщика Су-24М в составе командира Александра Антонова и штурмана Владимира Никишина выполнял боевое задание в районе села Клещеевка Артёмовского (Бахмутского) района. В то время радикалы попытались совершить бронетанковый прорыв. И тогда командир штурмового отряда запросил поддержку с воздуха, и экипаж Су-24М был перенацелен на бронетанковую колонну неофашистов. В момент разворота Су-24М на боевой курс по нему был произведён выстрел из вражеского ПЗРК. Самолёт был поражён ракетой. Лётчики поняли, что бомбы до цели они донести не смогут. И Александр Антонов принял решение – направить горящую «двадцать четверку» в колону радикалов. Через несколько секунд борт врезался в скопление вражеской бронетехники. Спустя короткое время командир вагнеровцев доложил, что цель оказалась поражена, а натиск частей ВСУ остановлен. Позже героический поступок Александра Антонова и Владимира Никишина назовут повторением подвига легендарного советского летчика, капитана Николая Гастелло, который в июне сорок первого совершил «огненный таран» в гущу фашистских танков под Минском.

Указом (закрытым) Президента Российской Федерации от 17 декабря 2022 года Антонову Александру Сергеевичу присвоено звание Героя Российской Федерации (посмертно). Медаль «Золотая Звезда» была передана семье Героя во время церемонии прощания. Со всеми воинскими почестями Герой похоронен 25 декабря 2022 года на Преображенском кладбище Челябинска. В Челябинске на фасаде доме, где жил Александр Антонов, открыли мемориальную доску. В августе 2023 года в Барнауле установили бюст Герою.

Герой Российской Федерации
Медаль «За воинскую доблесть» II степени
Медаль «За отличие в военной службе» I степени
Медаль «За отличие в военной службе» II степени
Медаль «За отличие в военной службе» III степени
Медаль «Участнику военной операции в Сирии»
Медаль «Участнику маневров войск (сил) Восток - 2018»
Знак отличия ВВС «За заслуги»
Памятный знак «главнокомандующего Воздушно-космическими сил»
Военный лётчик-снайпер