На фронтах Великой Отечественной войны с июля 1941 года.
С августа 1942 года лейтенант М. М. Антонов участвовал в обороне Сталинграда в составе 169-й танковой бригады, которая недавно, 15 июня 1942 года, закончила своё формирование. Вскоре она вошла в оперативное подчинение командиру 35-й гвардейской стрелковой дивизии генералу В. А. Глазкову и 22 августа заняла оборону в районе железнодорожной станции Котлубань и села Самофаловка.
В боях с 26 по 31 августа 1942 года командир танкового взвода Т-70 370-го танкового батальона 169-й танковой бригады лейтенант М. М. Антонов плотно взаимодействовал с 101-м гвардейским стрелковым полком 35-й гвардейской стрелковой дивизии. 28 августа, совместно с пехотинцами, танкисты взвода М. М. Антонова, отражая атаку противника уничтожили два танка, одно орудие и до 30 солдат противника. Атака противника была отбита во многом благодаря действиям лейтенанта М. М. Антонова, который несмотря на сильный артиллерийский и миномётный огонь, указывал цели и руководил огнём своих танков, находясь вне своего танка. Был представлен командованием бригады к ордену Красного Знамени, однако решением военного совета Юго-Западного фронта был награждён орденом Красной Звезды (30 сентября 1942).
После упорных оборонительных боёв к 4 сентября 1942 года в бригаде осталось всего 36 человек и два танка Т-34, которые были переданы 20-й мотострелково-пулемётной бригаде.
Лейтенант М. М. Антонов продолжил воевать под Сталинградом в составе 85-й танковой бригады. По воспоминаниям его однополчанина В. С. Чулкова, Михаил Антонов был смелым и решительным командиром. В декабре 1942 года, когда во время обходного манёвра в тылу противника два танка из взвода М. М. Антонова оказались обездвижены из-за заводского дефекта (произошло заклинивание коленчатых валов двигателей), а связь со штабом бригады отсутствовала, лейтенант М. М. Антонов принял рискованное решение отвести танки в укрытие и тщательно замаскировать. Через несколько дней танки смогли эвакуировать в тыл для ремонта.
В период с 14 июля по 4 августа 1943 года в боях на подступах к городу Орлу командир 1-го танкового взвода 3-й танковой роты 231-го отдельного танкового полка (63-я армия, Брянский фронт) комсомолец старший лейтенант М. М. Антонов проявил исключительное мужество и героизм. Офицер-танкист, с вверенным ему взводом танков Т-34, семь раз атаковал неприятеля, прокладывая путь советской пехоте. Как отмечено в наградном листе, по собственной инициативе ходил в атаку, «показал себя бесстрашным, самоотверженным, тактически грамотным командиром… В районе Подмаслово, умело используя местность, вёл взвод на врага, нанося ему потери в технике и живой силе». Преследуя отходящего противника, танкисты М. М. Антонова опрокинули заслон в районе сел Кафаново и Ольховец и одними из первых вместе с частями 5-й стрелковой дивизии ворвались в район лесопильного завода в пригороде Орла.
4 августа в боях на подступах к Орлу старший лейтенант М. М. Антонов лично подбил и уничтожил пять танков, два самоходных орудия, подавил четыре орудия, а также уничтожил более 40 солдат противника. Когда был ранен командир танковой роты, М. М. Антонов заменил его. Командир полка подполковник Ф. М. Ковалёв по радио отдал приказ: «Любой ценой прорваться к ипподрому и закрепиться там!»
Экипаж его танка первым ворвался на орловский ипподром и вступил в бой, уничтожив несколько десятков солдат и раздавив гусеницами противотанковое орудие. Однако танкисты оказались на открытой местности, и на них обрушился огонь из противотанковых средств противника. Левый борт «тридцатьчетвёрки» взводного М. М. Антонова был обстрелян одним из замаскированных немецких орудий, и его боевая машина, получив несколько прямых попаданий, загорелась.
Старший лейтенант М. М. Антонов успел покинуть горящий танк, и тут же его и других воинов заставил прижаться к земле немецкий пулемётчик. В этот критический момент боя танкист Михаил Антонов бросился на пулемёт и ценой своей жизни заставил его замолчать.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 27 августа 1943 года «За образцовое выполнение боевых заданий командования на фронте борьбы с немецко-фашистским захватчиками и проявленные при этом мужество и героизм» старшему лейтенанту Антонову Михаилу Моисеевичу посмертно присвоено звание Героя Советского Союза с награждением ордена Ленина.
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/Антонов,_Михаил_Моисеевич