Село Антоновка было основано в XVIII веке и первоначально носило название Антониевка, предположительно в честь преподобного Антония Печерского, основателя Киево-Печерской лавры.
В начале XX века, в период активного строительства храмов в Российской империи, местные жители приняли решение о возведении в селе каменного храма, посвященного преподобному Антонию Печерскому. Строительство было завершено в 1912 году. Архитектурно храм представлял собой образец русско-византийского стиля с характерными элементами: пятиглавием, массивными стенами и богато украшенными фасадами.
После Октябрьской революции 1917 года и установления советской власти начался период гонений на Русскую православную церковь. В 1930-х годах храм в селе Антоновка был закрыт, его имущество конфисковано, а здание использовалось для различных хозяйственных нужд, включая склад и клуб. В этот период значительная часть внутреннего убранства храма была утрачена или повреждена.
Во время Великой Отечественной войны, в период немецкой оккупации села в 1941–1943 годах, храм был временно открыт для богослужений. После освобождения территории Красной армией в 1943 году храм вновь был закрыт, и здание продолжало использоваться не по прямому назначению.
В 1990-х годах, в период перестройки и последующего восстановления религиозной жизни в России, местные жители обратились к епархиальному руководству с просьбой о возвращении здания храма Русской Православной Церкви. В 1994 году храм был официально передан верующим, после чего начались восстановительные работы. Благодаря усилиям прихожан и поддержки местных властей, к 2000 году храм был полностью отреставрирован и вновь освящен.
