В 1905 году Александр вошел в группу молодых «независимых» эсеров Тамбовщины. В это время он познакомился с местными эсеровскими лидерами Марией Спиридоновой и Виктором Черновым. В годы революции 1905–1907 годов Тамбовская губерния была одним из наиболее взрывоопасных регионов России — здесь произошло 22 крестьянских выступления, шесть из них закончились столкновениями крестьян с полицией. По числу разгромленных помещичьих усадеб Тамбовская губерния была одной из первых в стране.

В 1906 году, после смерти матери Натальи Ивановны Соколовой, Александр с головой ушел в революцию и стал боевиком. С весны 1908 года Антонов упоминается в жандармских бумагах уже не как революционер, а как «известный грабитель» и «неуловимый террорист». Приметы, изложенные в полицейской карточке, заведенной на Антонова (партийные клички Шурка и Осиновый), скупы и не индивидуальны — ниже среднего роста, худой, русые волосы, лицо круглое, губы тонкие, глаза «глубокопосаженные», походка быстрая...

Полиция подозревала Антонова в убийстве сельского старосты, обвиняла в ранении городового во время перестрелки при попытке к задержанию в июне 1908 года в Тамбове. 3 ноября того же года Антонов, в числе четырех «эксистов-террористов», вооруженных револьверами, участвовал в ограблении кассы на станции Инжавино. Во время нападения террористы загнали испуганную вокзальную публику и служащих в контору вокзала и, пригрозив бомбой, приказали час не двигаться. Тогда они захватили около 4,5 тысячи рублей — по тем временам большие деньги. Через 50 дней группа Антонова совершила нападение на отделение Крестьянского банка на хуторе Канинском Борисоглебского уезда Тамбовщины, захватив там 2300 рублей. Во время преследования налетчиков был ранен полицейский. В отделении банка налетчики оставили расписку: «Деньги конфискованы Поволжским союзом независимых социалистов-революционеров».

Антонов вступил в эсеро-максималистскую Тамбовскую группу независимых социалистов-революционеров (которая, в свою очередь, входила в Поволжский союз независимых социалистов-революционеров). Этот союз отличался самостоятельностью и крайней левизной, смыкаясь с анархистами по своей идеологии и действиям. Эта группа провела в Тамбовской губернии серию громких эксов. В ней состояли молодые люди 18–20 лет, которые позже стали лидерами антоновского Тамбовского восстания.

Молодой Александр Антонов был типичным российским революционером-«леваком» начала XX века. Он вышел «из низов», недоучился, парнишкой стал революционером, взял на себя грех терактов и «эксов». Таких молодых людей было множество в организациях эсеров, максималистов, анархистов и даже большевиков. Поразительно сходство лиц и судеб двух главных вождей крестьянской революции — Антонова и Махно. Когда смотришь на их фотографии (Н. Махно — известное фото «в папахе» февраля 1919-го и А. Антонова — единственная сохранившаяся карточка конца 1920 года), то в глаза бросается похожесть овала и черт лица двух атаманов. Оба они имели рост ниже среднего, быструю походку. А судьба! Нестор Махно родился 26 октября 1889 года, Антонов — 26 июля 1889 года. Оба «пошли в революцию» и в крайние революционные группы в 17 лет, оба некоторое время были рабочими, а с 1907 года участвовали в экспроприациях и перестрелках с полицией. Примерно в одно и то же время Нестор и Александр были арестованы и приговорены к смертной казни, и обоим этот приговор был заменен бессрочной каторгой, оба с 1909 по март 1917 года пребывали на каторге (но в разных тюрьмах), оба в 1917-м стали признанными авторитетами, членами местных советов. И Нестор, и Александр примерно в одно время порвали с большевиками «по крестьянскому вопросу» и возглавили повстанческие отряды (Махно — в июле 1919-го, Антонов — в 1918-м), у обоих из детей было по одной дочери. Махновщина прекратилась в августе 1921-го, антоновщина была разгромлена в июле того же года. Антонова генштабисты из РККА называли «недюжинной личностью, с большими организаторскими способностями». Похожей характеристики от своих врагов удостаивался и батька Махно.

Находясь на нелегальном положении, в Саратове Антонов готовил террористический акт против генерала Сандецкого, руководившего подавлением крестьянских выступлений. Однако в феврале 1909 года он был арестован. Есть предположение, что провал саратовских эсеров-террористов — дело провокатора Евно Азефа. Далее был смертный приговор, замена его бессрочной каторгой, долгие годы за решеткой — в тюрьмах Тамбова и Владимира, в Шлиссельбургской крепости. Два раза Антонов пытался бежать из тюрьмы. В заключении он познакомился с Плужниковым, арестованным за участие в крестьянских выступлениях. С той поры Плужников стал правой рукой Антонова (такая же тюремная дружба на долгие годы связала судьбы Н. Махно и анархиста Аршинова).

Откорректированная чекистами биография Антонова трактовала его молодые годы следующим образом: «Участвовал с определенной кучкой уголовных преступников в разных грабежах и убийствах, большею частью убивал чинов полиции и грабил винные лавки, чем и зарекомендовал себя как социалист-революционер. В 1906 году он вступил в партию социалистов-революционеров. Был сослан в Сибирь, за разного рода грабежи и убийства». Но каторгу Александр Антонов отбывал не в Сибири, а в каторжных тюрьмах Тамбова, Владимира, Москвы.

В начале марта 1917-го «революцией освобожденный» с каторги Антонов вернулся в Тамбов. На вокзале ему была устроена торжественная встреча. Выйдя из вагона, «новый герой своего времени» поднял над головой кандалы, чем вызвал в толпе встречающих взрыв эмоций. Позже эти кандалы были распилены на части и разобраны на сувениры. Возбужденная толпа несла Антонова на руках от вокзала до центра города.

Бывший каторжанин входит в новую революционную элиту: он назначается помощником начальника городской милиции Тамбова, которым стал эсер Петр Булатов — дворянин Кирсановского уезда, в революцию 1905 года организовавший революционные «Крестьянские братства».

В то время Тамбов был центром огромной губернии с 3,5-миллионным населением. Однако в 12 городах этой губернии проживало только 260 тысяч человек (около 8 %), а в самом губернском Тамбове — 70 тысяч. Тамбовская губерния была наиболее крестьянской из всех губерний Центральной России. Здесь была слабо развита промышленность, губерния считалась сельхозпроизводящей, вывозя в год до 60 миллионов пудов различных продуктов питания. Летом 1917-го крестьяне Тамбовщины прославились массовыми самовольными захватами помещичьей земли, в губернии было зафиксировано 358 выступлений. Наибольшее число разгромов имений пришлось на сентябрь 1917-го.

В сентябре того же года Распоряжением № 3 губернских революционных органов власти помещичьи имения были переданы под контроль крестьянских земельных комитетов. Именно в это время в далеком украинском Гуляйполе глава местного совета и ревкома Нестор Махно передал всю помещичью землю в волости местным крестьянам.

В те неспокойные времена большевик Трунин (товарищ председателя Кирсановского комитета общественной безопасности), возглавив выступление недовольных, провозгласил себя прокурором Кирсанова и «независимою республику». Для подавления выступления из Тамбова был прислан отряд милиции во главе с Антоновым. Дело дошло до вооруженного штурма здания городской управы, в ходе которого погибли восемь человек. Трунин и его сторонники были арестованы делегатами Тамбовского совета, солдатами Кирсановского гарнизона и милиционерами Антонова.