Родился 19 августа 1920 года в деревне Валтушка (ныне Дмитровский район Московской области). С 28 марта 1940 года в рядах Красной Армии, призван Ногинским РВК (Московская область). Окончил военную авиационную школу лётчиков, затем проходил переучивание на новую технику в 6-м ЗИАП (ВВС Московского военного округа).

С 10 декабря 1942 года сержант И. П. Антонов в действующей армии. Воевал в составе 10-го ИАП (18 марта 1943 года преобразован в 69-й Гвардейский ИАП). Прошёл путь от рядового пилота до командира звена. Сражался на Северо-Западном, Степном, 2-м Украинском и 1-м Украинском фронтах. Летал на "Киттихауке" и "Аэрокобре".

К 9 мая 1945 года командир звена 69-го Гвардейского истребительного авиационного полка (23-я Гвардейская истребительная авиационная дивизия, 6-й Гвардейский истребительный авиационный корпус, 2-я Воздушная армия, 1-й Украинский фронт) Гвардии лейтенант И. П. Антонов совершил около 200 боевых вылетов, в воздушных боях сбил лично 12 самолётов противника.

После окончания войны продолжал служить в ВВС. С 20 июля 1957 года Гвардии майор И. П. Антонов - в запасе.

Награждён орденами: Красного Знамени (09.06.1944, 25.04.1945), Отечественной войны 1-й степени (15.05.1945), Отечественной войны 2-й степени (11.03.1985), Красной Звезды (04.11.1943); медалями.