Родился 22 июля 1969 года в деревне Ходорово Славгородского района Могилевской области Белорусской ССР (Славгородский район, Могилевская область, Республика Беларусь).
25 ноября 1987 года призван на срочную службу в пограничные войска. Учеба проходила в Московском пограничном отряде в Таджикистане (Республика Таджикистан).
После окончания учебного пункта в составе мотоманевренной группы направлен минометчиком в минометную батарею отделения войсковой части полевой почты № 2033 в афганский кишлак Чахи-Аб Республики Афганистан (район Чах-Аб, провинция Тахар, Республика Афганистан) для сопровождения колонны военной техники.
Участвовал в боевых походах в сопровождении колонн.
С 2 июня 1988 года по 28 ноября 1989 года в должности ефрейтора служил в Республике Афганистан. После вывода войск из Республики Афганистан служил на таджико-афганской границе.
Демобилизован 28 ноября 1989 года.
Награжден медалями "За отличие в охране государственной границы СССР" (03.03.1989), "За отвагу" (27.06.1989), "Воину-интернационалисту от благодарного афганского народа", грамотой "Воину-интернационалисту от Президиума Верховного Совета СССР".
Антонов Сергей Михайлович // Афганистан. Страницы мужества : воинам-интернационалистам Могилевской области посвящается / под общей редакцией В. Н. Василенко ; редколлегия: В. Ф. Ванькович [и др.]. — Могилев, 2019. — С. 318, 323 : портр., ил.
Антонов Сергей Михайлович // И память сердца говорит… : альбом / ГУК "Централизованная сеть публичных библиотек Славгородского района". — Славгород, [2000?]. — С. 15 : портр., ил.
Немцова, О. "Живу с памятью про Афган" / О. Немцова // Прысожскі край (Слаўгарад). — 2018. — 14 лютага. — С. 3 : іл.
В Центральной районной библиотеке г. Славгорода прошел вечер-встреча "Афганистан — ты боль моей души", на котором присутствовали воины-интернационалисты Виталий Горанчук и Сергей Антонов.