В Красную Армию был призван в октябре 1939 году. В конце октября 1939 года всей дивизией выехал на фронт. По дороге в городе Куйбышеве участвовал в правительственном параде, посвященном празднику 7 ноября. К этому времени правительство было эвакуировано в город Куйбышев (в Москве остались только военные и Сталин с Молотовым). 10 дней готовились к параду. Перед парадом готовность дивизии проверяли Ворошилов и Мехлис. 7 ноября принимал участие в параде, которым командовал Ворошилов. 10 ноября выехал из Куйбышева на фронт. Дивизия должна была прибыть в. Ленинград, но немцы перерезали железную дорогу, захватив город Тихвин. Выгружались из вагонов прямо перед носом у немцев и сразу в бой. Около месяца сражались под Тихвином и 6 декабря 1941 года освободили его (это первый город, освобождённый от немцев). Освобождение Тихвина имело большое стратегическое значение, так как этим был открыт железнодорожный путь на Ленинград. За освобождение города Тихвина Александр Семёнович награждён медалью «За отвагу». За грамотное командование взводом получил медаль «За оборону Ленинграда». Старшина Антонов Александр Семенович участвовал в боях на Волховском фронте в составе 65 стрелковой дивизии в 60 стрелковом полку. Командовал пулеметным отделением. Под Волховом Александр Семенович был ранен в кисть левой руки, лечился в госпитале в г. Сарапуле Удмуртской АССР. После госпиталя бал направлен во Второе Московское училище, где готовили офицеров. В училище не приняли по состоянию здоровья (ранение), был направлен в учебный зенитный - артиллерийский полк, где готовили младших командиров для фронта. В этом учебном полку Александр Семенович прослужил до конца войны. Демобилизовался в ноябре 1945 года в звании старший сержант.