Родился в Курске в семье приказчика.
Рано остался без отца. Жили с матерью на средства от сдаваемых комнат в доме.
Окончил пять классов Курского реального училища.
Поступил на службу к купцу Холодову в качестве конторщика и кассира с жалованьем 15 рублей в месяц.
В юношеском возрасте полюбил актерское ремесло, пробовал писать.
В 1900 г. написал письмо В. И.Немировичу-Данченко с просьбой "...пригласить в театр на простую работу, не требующую специальности, с тем, чтобы я, походя, так сказать, присматривался к артистической деятельности и учился актерскому мастерству". Но получил отказ.
В 1901 г. получил письмо от Немировича-Данченко, где сообщалось "...при Художественном театре открывается театральная школа — бесплатная. Для поступления нужно прочитать стихи и басню, а для учения необходимо иметь правожительство в Москве. Испытания начинаются третьего августа".
На экзамен прибыло 400 человек на 30 мест. Антимонов приняли в училище по настоянию артистки Е. М. Раевской. Учениками курса были: Зиновий Пешков — приемный сын М. Горького, добрая знакомая А. П. Чехова — Лидия Спахеевна Мизинова (в «Чайке» она выведена в образе Нины Заречной), «Тригорин» - Игнатий Николаевич Потапенко, известный в то время писатель, и племянник Немировича-Данченко - Николай Асланов.
Уже осенью, Антимонов сыграл свою первую роль трактирного слуги Мишки в «Ревизоре» Н. В. Гоголя.
Будучи студентом, участвовал почти во всех постановках Московского художественного театра (МХТ), исполнял небольшие роли.
В 1903 г. заканчивает актерскую школу МХТ.
В 1903-1908 гг. играет в провинциальных театрах Твери, Самары, Екатеринбурга, Моршанска, Херсона, Нежина, Красноярска, Белгорода.
В 1904 г. Антимонов поставил свою первую пьесу «Белое, серое, черное», а в 27 лет написал водевиль «22 несчастья» и с тех пор занимался литературной деятельностью, печатался в периодике.
В 1908 г. его пьеса «Притча о любви» выбрана в качестве бенефиса для блистательной провинциальной актрисы Марии Каспаровнны Яроцкой, которая стала его супругой.
В 1908 г. приглашен Кугелем играть на сцену нового петербургского театра миниатюр «Кривое зеркало».
После сезона 1918-1919 гг., проведенного еще в одном известном театре миниатюр «Привал комедиантов», Антимонов вместе с М. К. Яроцкой приехал в Покровск. Там служил сначала в театре им. А. Луначарского, где поставил толстовскую «Власть тьмы», потом в театре имени М. Горького.
К осени 1920 г. Антимонов и Яроцкая перебрались в Саратов.
Сезон в Саратовском театре имени К. Маркса открывался комедией-гротеск в пяти действиях «Цари», написанной Антимоновым. Автор играл Иоанна Грозного.
В течение двух лет в Саратове одна за другой последовали пьесы «Колумб», «Петровы потехи», «Гоголь».
Наиболее удачной оказалась судьба «Бовы-королевича», неоднократно поставленного не только в Саратове, но и за его пределами.
На литературном небосклоне тогдашнего Саратова звезда драматурга Антимонова сияла в окружении молодых и талантливых поэтов Михаила Зенкевича, прозаика Льва Гумилевского, романиста Алексея Скалдина.
Журнал «Культура», выходивший в Саратове, посвятил его творчеству статью «Театр Антимонова».
Склонность автора «Бовы-королевича» к сатире, площадному зрелищу позволяла сравнивать его с Мольером, тем более что «буффонно-комический лицедей» Антимонов почти всегда играл сам в своих пьесах.
Памятуя об опыте «Кривого зеркала» и «Привала комедиантов», он вместе с режиссёром А. Каниным задумал создание в Саратове Потешного театра — театра пародии, сатиры, комедии, оперетты под девизом «Веселый смех вместо скуки».
В первой программе прошла пьеса самого Антимонова «Водотолчея» и «Черный Пьеро» Рославлева и Мережковского. Гвоздем же представления стала комическая опера Екатерины II «Федул с детьми».
Один из последних декабрьских дней 1920 г. в театре имени К. Маркса объявлена премьера «Бова-королевич»: в действии участвовали хор и оркестр, на сцене перемешались цари и короли с причудливыми именами (Кирбит Верзаулович и Зен-зевей Айдарович!), гусляры, скоморохи, воины. Был тут и фольклорный герой Полкан, богатырь с песьими ногами, была лирическая героиня Зорюшка и, наконец, народ, изображаемый одним актером.
Программа спектакля хранится в Саратовском музее краеведения, эскизы костюмов и декораций — в Радищевском музее и театральном музее имени А. Бахрушина в Москве. Текст самой пьесы утерян, а фамилия обозначена в программе среди исполнителей: «Личарда, верный слуга Гвидона — Антимонов».
После 1921 г. целый ряд культурных работников покинул Саратов. Антимонов и Яроцкая тоже уехали в Москву играть в труппе Театра сатиры.
С 1922 г. — в московских театрах: «Кривой Джимми», «Вольный театр», «Театр на площади им. В. Ф. Комиссаржевской».
В 1926 – 1933 гг. Антимонов — актёр Театра сатиры,
в 1933 – 1937 гг. — актёр Камерного театра.
С середины 1930-х гг. Антимонов много снимается в кино. Знаменитый режиссер-комедиограф Г. Александров пригласил его на роль шпрехшталмейстера в одну из лучших своих комедий «Цирк», затем на роль дворника Охапкина в кинофильме «Волга-Волга».
С 1937 г. Антимонов стал работать на киностудии «Союздетфильм».
В 1943 г. выступал во Всесоюзной студии эстрадного искусства.
С 1948 г. — в Театре-студии киноактера.
Последние годы жизни Антимонов работал в Театре-студии киноактера, но играл мало из-за тяжелой болезни.
Скончался и похоронен в Москве на Введенском кладбище (22 уч.), рядом с женой Марией Яроцкой.
Соч.:
«Притча о любви» (1908),
«Водотолчея» (1909),
«Женщина и смерть» (1911),
«Мужья и жены» (1914),
«Любовь и доктор» (1915),
«Молодое вино» (1916),
«Бова-королевич» (1918),
«Колумб» (1920),
«Нужная бумажка» (1924),
«Петровы потехи» (1924),
«Чужая голова» (1925),
«Женихи» (1927, с Н. Адуевым),
«Спящий красавец» (1932, с А. Арго) и др.
Фильмография:
«Цирк» (шпрехшталмейстер, 1936),
«Партийный билет» (Куликов, 1936),
«На Дальнем Востоке» (Янков, 1937),
«Волга-Волга» (дворник Охапкин, 1938),
«Ленин в 1918 году» (Поляков, 1939),
«Степан Разин» (Астраханский воевода, 1939),
«Любимая девушка» (швейцар, 1940),
«Русский вопрос» (1947),
«Весна» (1947)).