Вадим Антонов закінчив Житомирський державний технологічний університет, здобувши кваліфікацію інженера-механіка. Брав активну участь у подіях Революції Гідності. Із початком неоголошеної війни на сході України займався організацією волонтерської допомоги бійцям АТО, а згодом уклав контракт про проходження служби у військовому резерві Національної гвардії України. Позивний — Літак. Тому що Антонов. 

Зник безвісти після бою з ворожою розвідувально-диверсійною групою вранці 10 серпня 2014 року поблизу м. Іловайська Донецької області. Кілька спроб знайти його виявилися безуспішними. За слідами, залишеними на місці бою, однополчани зрозуміли, що Вадима, тяжкопораненого, вороги взяли в полон. У жовтні 2014 року пошукова група місії «Евакуація-200» («Чорний тюльпан»), до складу якої належать волонтери всеукраїнської громадської організації «Союз «Народна пам’ять»» та представники Національного військово-історичного музею України, виявила тіло Вадима у безіменному похованні біля іловайського кладовища й доправила його до Запоріжжя. 

Валерій Лавренов, однополчанин, згадує: «Вадим був надзвичайно світлою людиною. Спілкування з донькою окрилювало його. Завжди був попереду. Коли він з групою пішов прикривати снайпера, то, напевно, вже передчував біду. Ми потрапили в засідку, і саме він узяв на себе перший удар. Після того всі бійці групи підтримали побратима – вступили в бій. Ми винесли пораненого снайпера, але Вадима забрати не змогли. Поверталися двічі, перетягли його до залізобетонного паркану. Потім у нас не було шансів його витягти. Щирий  був, а такі гинуть першими. Вони пішли, тому що кращі, а ми ще не доросли до них. . . »

Після встановлення особи за тестами ДНК 7 лютого 2015 року воїна поховали з військовими почестями в Житомирі на Смолянському військовому кладовищі № 2. Залишилися батьки, сестра, малолітня донька.

Указом Президента України № 651/2014 від 14 серпня 2014 року «за особисту мужність і героїзм, виявлені у захисті державного суверенітету та територіальної цілісності України», нагороджений орденом «За мужність» III ступеня (посмертно).

3 грудня 2015 року на фасаді Житомирської середньої загальноосвітньої школи І-ІІІ ступенів № 20 було урочисто відкрито меморіальні дошки на честь загиблих випускників, учасника АТО Вадима Антонова та воїна-афганця Валерія Лук’яненка.