Антонов-старший в конце XIX века решил переехать с территории России в Лифляндию. Позже он подал прошение о смене фамилии, которая совпадала с царской (Романов), и его прошение было в скором времени удовлетворено. Переселенцу удалось устроиться на работу поваром к процветавшему тогда в Риге купеческому семейству Камариных, чья продукция (москательные товары, косметика, удобрения и многие товары подобного типа) пользовалась успехом даже за пределами остзейской губернии. Характерно было то, что молодой человек, экс-Романов, а ныне Антонов, совершенно не употреблял алкоголь и благодаря своей недюжинной работоспособности и целеустремленности вскоре сколотил себе небольшое состояние. Деньги, полученные за верную службу, он пустил в оборот и открыл гостиницу, которая называлась «Коммерческой» и располагалась в месте, как нельзя более выгодным для гостиницы, — в непосредственной близости от Рижского вокзала.
Таков был бизнес старшего Антонова. Вскоре у него родился сын Сергей и две дочери. В 1925 году гостиница была переименована в «Метрополь». Причиной переименования послужило вовлечение в семейный бизнес соседей Келлеров. Следует упомянуть тот факт, что «Метрополь» считался любимой гостиницей Федора Шаляпина, который имел обыкновение останавливаться в ней, предпочитая даже конкретный номер.
Сергей Антонов с самого детства был верен своему главному увлечению — рисованию. Проходил учёбу у известного российского мастера пейзажной живописи профессора Юлия Клевера, который неоднократно останавливался в известной уже гостинице «Метрополь», с окон которой открывался вид на здание городского управления жандармерии. Именно с видом на это здание Клевер написал свои знаменитые «Закаты в лесу». Также, пользуясь этим видом, он написал и другие известные картины. В 1909 году молодой человек закончил Рижский Политехнический Институт со специальностью инженера-строителя. Сразу после окончания института Антонов переезжает в Санкт-Петербург, где работает при Императорской Академии Художеств вплоть до 1914 года. На протяжении всей своей практической деятельности в ИАХ Антонов трудится над многими перспективными проектами, главным из которых можно назвать здание Государственного совета Российской империи. За эту работу 24 мая 1914 года рижанин Сергей Антонов получает высокое звание художника-архитектора. В то же время был одобрен его проект мемориала павшим в Первую мировую войну. Но Антонов работал не только на ниве архитектуры, и не только в пределах Российской империи. Он показал себя хорошим архитектором и живописцем-практиком, за что был удостоен возможности пройти творческую школу за рубежом. На два года российский архитектор отправляется в рабочий отпуск-командировку (или, как это тогда называли, период пенсионерства) в крупные европейские государства, такие как Франция, Германия, Италия, где он выполнил большое количество пейзажных зарисовок, в основном он работал в жанре ведуты Европейское двухгодичное «плавание» пошло на пользу талантливому сотруднику ИАХ и по возвращении на родину Антонов получил предложение заняться преподавательской деятельностью. Он вёл предмет «Техника и композиция рисунка» в художественно-промышленной школе имени Н. Ф.Фан-дер-Флита, которая располагалась во Пскове. Антонов проявлял себя на педагогическом поприще вплоть до 1920 года, занимаясь также творческой деятельностью.
В 1920 году архитектор и живописец Антонов возвращается в Латвию и начинает интенсивную работу, занимаясь проектированием новых зданий. Но он не оставил преподавательскую деятельность и продолжил обучать будущих строителей, архитекторов и планировщиков в Латвийском университете. Там же он принимал деятельное участие в функционировании архитектурной мастерской, руководителем которой был именитый архитектор Эйжен Лаубе, по проектам которого было построено более 200 зданий в Риге. Естественно, Антонов входил в Общество Латвийских архитекторов и участвовал в разработке плана по реконструкции Старого города (исторического центра латвийской столицы) латыш. Vecriga. Что касается научной деятельности Сергея Антонова, то и в этой области он проявил незаурядные способности, работая над проблемой эксплуатации форм народного жилья в контексте городского строительства.
Благодаря проектам Сергея Антонова жители Риги получили значительное количество зданий кинотеатров, общественных зданий, типографию, гостиницу и многие другие. В частности, им было построено здание ресторана «Лидо» в Юрмале (1930), на Таллинской (Ревельской) улице появилось интересное сооружение для нужд кинотеатра «Гайсма», а на ул. Нометню (Лагерная), 44 - кинотеатр "Renesanse" (1938 г.). Антонову не раз выпадала честь представлять архитектурное лицо Латвии на международной арене: экспозиционный павильон на международной выставке, которая состоялась в 1935 году в Брюсселе, был сконструирован Антоновым. Этот труд был вознаграждён: рижскому зодчему был вручён бельгийский королевский орден Леопольда Второго, если не считать двух золотых медалей.
Также следует отметить другой выдающийся проект Антонова, который был реализован на межвоенной улице Бривибас в конце 1920-ых — речь идёт о знаменитом рижском ресторане-кабаре-дансинге Альгамбра, принадлежавший предприимчивому коммерсанту Георгу Берзиньшу. Именно в «Альгамбре» свой карьерный взлёт начал композитор Оскар Строк, прославившийся своими танго. Здание ресторона не сохранилось до наших дней, однако на его месте по современному адресу Бривибас,25 долгое время уже в новом здании располагалось предприятие «Ригас модес».
Хочется рассказать ещё об одном в прямом смысле крупногабаритном проекте Антонова, который, в отличие от предыдущих, так и остался нереализованным по причине военных действий. В 1935 году, по поручению президента-диктатора Карлиса Ульманиса, Антонов разрабатывает проект здания Национальной городской управы, которое должно было располагаться аккурат в том месте, где сегодня находится официозный Музей оккупации Латвии, прямо напротив дома Камариных, который впоследствии не пощадила Вторая мировая война, равно как и большинство зданий, располагавшихся по периметру главной городской (Ратушной) площади. Цель строительства резиденции для городский властей — укомплектовать в одном здании многочисленные департаменты по городским транспортным, социальным, финансовым и прочим проблемам, недостатка в которых Рига 30-х годов не испытывала. Сооружение должно было быть выполнено в монументальных формах «великодержавного» неоклассицизма, к которому откровенно тяготел Ульманис. Со стороны набережной Даугавы здание должно было достигать в высоту 12 этажей, со стороны площади — семи. Ульманис намеревался продемонстрировать немецкой диаспоре, кто является настоящим хозяином в городе. Когда план сооружения был создан, Ульманис посоветовал добавить башню, как неотъемлемый архитектурный компонент европейских ратуш (например, в Стокгольме или в немецких городах). Вот-вот должны были приняться за конструкцию «здания эпохи», однако приход новой власти, а затем немецкая оккупация спутала все карты, и проект так и остался на бумаге.
Вскоре Антонов с головой вошёл в театральную деятельность и на протяжении более чем 5 лет занимал творческий пост главного декоратора Театра русской драмы (ныне он называется Рижский русский театр). Помимо деятельности в русском городском театре, Антонова приглашали оформлять постановки и в латышские театры, понимая, что успех спектаклю может быть обеспечен хотя бы за счёт выполненных к нему оригинальных декорациий. Как оформитель театральных представлений Антонов в 30-е годы прошлого века был нарасхват.
В занятиях живописью архитектор-художник оставался верным урбанистическому направлению в пейзаже: любимым видом Антонова был вид на Старую Ригу. Помимо объективного отражения городской реальности, мастер придумывал собственные сюжетные направления, дополнял панораму Сатрого города новыми образами и формами. Получалось красочно и органично, так как Антонов в совершенстве владел техникой рисунка. Правда, художник подписывал свои работы не всегда, — но и это было необязательно, так как особенности стиля Антонова были вполне узнаваемыми и без подписи.
Будучи преподавателем ЛУ, Антонов вызывал белую зависть учащихся и коллег фактом наличия молодой супруги. Лектор всегда старался соблюдать форму, являл собой образец молодости и подтянутости. Когда профессор прогуливался по рижским бульварам в компании с молодой женой, вслед влюблённой чете часто устремлялись восхищённые взгляды.
Им оказалась гостиница «Рига». Антонов работал в коллективе с признанными латвийскими мастерами. Тем не менее Антонов решил отказаться от премии, которая была присуждена всем участвовавшим в возведении здания по той причине, что над фасадом гостиницы было размещено скульптурное изображение рогов изобилия, чем, как считал архитектор, был нанесен ущерб проекту. Началась бюрократическая волокита; Антонов, как руководитель проекта, был вынужден оправдываться за отказ от почетной награды. Вскоре мастер тяжело заболел, перенес инсульт и скончался 11 июля 1956 года. В год смерти Антонова состоялась памятная выставка (каталог — 1957 г.), на которой было представлено более 600 произведений Антонова разных лет. В роли организатора выставки выступил А. Ф. Эглит, в прошлом ученик Антонова по псковской художественно-промышленной школе, тогда директор Государственного музея русского и латышского искусства (ныне - Латвийский национальный художественный музей).
В настоящий момент Сергей Антонов считается мастером рижского градостроения довоенного и послевоенного периодов, человеком, внёсшим свой посильный вклад в процесс архитектурного развития латвийской столицы. Его живописные произведения хранятся во многих музеях Таллина, Москвы, не считая отечественных музеев, не говоря уже о многочисленных частных коллекциях как в Латвии и России, так и за океаном.