С 1994 года Елена Антонова стала привлекаться в состав сборной России по синхронному плаванию. Главные победы в карьере Антоновой были одержаны в составе групп. Трижды российская синхронистка становилась чемпионкой Европы в составе сборной в групповых упражнениях (1995, 1999, 2000).
В 1999 году Антонова стала обладательницей кубка мира по синхронному плаванию.
На летних Олимпийских играх Елена Антонова впервые выступила в 1996 году на играх в Афинах. Дебют получился не самым удачным и сборная России с Антоновой в составе заняла лишь 4-е место.
В 2000 году на летних Олимпийских играх в Сиднее сборная России уже являлась главным фаворитом турнира. Елена Антонова в составе сборной приняла участие в соревнованиях групп и вместе с подругами по команде стала олимпийской чемпионкой. По окончании игр Антонова приняла решение завершить свою спортивную карьеру.
В настоящее время работает тренером в СДЮШОР «Труд» .