Antonova je radila u državnom muzeju od 1945. godine, baveći se epohom renesanse u Italiji.
Od 1961. do 2013. godine bila je predsednik muzeja.
Organizovala je najveće međunarodne izložbe: „Moskva-Pariz“, „Moskva-Berlin“, „Rusija-Italija“, „Terner“, „Modeljani“, „Pikaso“ i ostale.
Zajedno sa muzičarem Svjatoslavom Rihterom osnovala je festival muzike i slikarstva „Decembarske večeri“.
Antonova je laureat brojnih domaćih i međunarodnih nagrada.
Ruski predsednik Vladimir Putin je izrazio saučešće povodom smrti Antonove.
