Русский советский писатель, драматург и киносценарист.
Родился в Петрограде, но всё сознательное детство прошло у деда в деревне Селихово, на берегу речушки Мурмышки (Кашинский городской округ). «Деревню Селихово я теперь почитаю моей малой родиной. И олицетворяют эту мою маленькую родину мама, дедушка Василий, отлично мастеривший грабли и корзины, и соседский мой ровесник, сорви-голова по имени Сашка…»
Стихи и рассказы он начал писать с десяти лет. По окончании школы работал бетонщиком, каменщиком и арматурщиком на стройках.
В 1932 году поступил в ЛАДИ, окончил его в 1938 году с дипломом инженера-строителя. До 1941 года работал по специальности, а также преподавал в Ленинградском дорожно-механического техникуме. Участник советско-финской и Великой Отечественной войны (с первых до последних дней). Служил в дорожно-строительных частях, был начальником производственно-технического отдела 8-го военно-дорожного управления, строил мосты и укрепления. Прошёл Ленинградский, Волховский и 2-й Прибалтийский фронты. Войну закончил в звании инженер-майора.
Литературная деятельность Антонова началась с 1942 года, в 1944 году были опубликованы первые стихотворения. После войны работал прорабом на восстановлении жилых домов, в 1946—1948 годах преподавал в институте. В 1947 году принял участие в I Всесоюзном совещании молодых писателей, где получил высокую оценку Константина Паустовского; в том же году был опубликован его рассказ «Весна». По совету Анны Ахматовой бросил стихосложение и в дальнейшем творил в прозе.
В 1950 году вышли сборники рассказов «По дорогам идут машины» и «Мирные люди», а также повесть «Поддубенские частушки», пользовавшаяся особенной популярностью. В 1960-е годы — повести «Порожний рейс», «Алёнка», «Разорванный рубль» и «Разнотравье». Их отличали интерес к морально-нравственным проблемам, лирическая интонация в обрисовке характера, юмор. Главной темой была современная деревня.
Трилогия «Царский двугривенный» (1969), «Овраги» (1988) и «Васька» (1987) рассказывала о периодах НЭПа, коллективизации и индустриализации. Его произведения были переведены на многие западноевропейские языки, их неоднократно экранизировали: в частности, «Дело было в Пенькове» (1957), «Пришёл солдат с фронта» (1969), «Порожний рейс» (1963) и «Полёты во сне и наяву» (1983), в которых он также выступил в качестве сценариста.
Антонов также много работал в литературной критике. В 1964 году была опубликована книга «Письма о рассказе» с анализом новеллистического жанра, по мнению Клары Бикбулатовой, способствовавшая возрождению этого жанра. В 1973 году вышли литературоведческие сборники «Я читаю рассказ. Из бесед с молодыми писателями» и «От первого лица. Рассказы о писателях, книгах и словах», в 1974 году — «Слово. Из бесед с молодыми писателями». По словам Евгения Осетровского, в трудах Антонова теоретический и критический анализ сочетался «с пластикой прозы».
В 1962—1964 годах руководил сценарной мастерской на Высших курсах сценаристов и режиссёров.
С 1954 года входил в правление Союза писателей СССР, был делегатом съездов СП СССР и СП РСФСР.
Сергей Антонов скончался 29 апреля 1995 года. Похоронен в Москве на Николо-Архангельском кладбище.
