Указом Президента РФ Анатолій Іванович Антонов призначений Надзвичайним і Повноважним Послом Російської Федерації в Сполучених Штатах Америки і Постійним спостерігачем від Російської Федерації при Організації американських держав у Вашингтоні, за сумісництвом.
Антонов працює в Міністерстві закордонних справ РФ з 1978 року. З 2004 по 2011 рік. Антонов займав посаду директора департаменту з питань безпеки та роззброєння МЗС. Наступні чотири роки провів на посаді заступника міністра оборони. Заступником глави МЗС був призначений в 2016 році.