И.С. Антонов участвовал в кровопролитной обороне Мамаева кургана, командуя 7-й ротой. После одного из боев в строю осталось шесть бойцов и командир роты. Вёл бои в городе Сталинград вплоть до разгрома немецкой группировки. Участвовал в Орловско-Курской битве в районе Поныри-Ольховатка. Форсировал реку Десна и реку Днепр. Вместе со своим батальоном участвовал в освобождении Украины, Беларуси, Риги, прорыве обороны противника на реке Висла, разгроме варшавской группировки немецких войск, форсировании реки Одер и захвате плацдарма на её западном берегу. Указом Президиума Верховного Совета СССР от 17 октября 1943 года за образцовое выполнение боевых заданий командования на фронте борьбы с немецко-фашистскими захватчиками и проявленные при этом мужество и героизм Илье Семеновичу было присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали "Золотая звезда". После войны продолжал службу в Советской армии. С 1962 года подполковник Антонов И.С. - в запасе.