Владимир Константинович Антонов родился 22 апреля 1927 года в Москве.
В 1949 году окончил Московский химико-технологический институт им. Д. И. Менделеева (МХТУ) и получил диплом инженера-химика-технолога.
В 1955 году там же защитил кандидатскую диссертацию на тему «Синтетические исследования в области -(3-индолил)масляной кислоты и ее производных» .
В 1967 году получил степень доктора химических наук за диссертацию «Внутримолекулярные перегруппировки в пептидных системах. Реакции N-окси- и N-амино-ацильного включения» .
В 1990 году стал членом-корреспондентом РАН. Основным направлением научной деятельности Владимира Константиновича были исследования в области каталитических процессов, изучение структуры и функции протеолитических ферментов, а также возможность их использования в генной инженерии.