Русский и украинский революционер, меньшевик до 1914 года, во время Первой мировой войны — меньшевик-интернационалист, в 1917 году вступил в партию большевиков
В революционном движении с 1901 (Варшава). Член РСДРП с 1902 (Петербург). Окончил Владимирское пехотное училище (1904, Петербург). В Революции 1905 – 07 один из руководителей военных восстаний в Польше, Севастополе. В 1906 приговорён к смертной казни, заменённой 20 годами каторги; бежал. С 1910 в эмиграции; примыкал к меньшевикам-партийцам. В конце 1914 заявил о солидарности с большевиками по вопросу об отношении к империалистической войне.
С мая 1917 в России, вступил в большевистскую партию в Петрограде. Член Военной организации при Центральном Комитете РСДРП(б); был направлен ЦК в Гельсингфорс, вёл революционную работу среди солдат Северного фронта и моряков Балтийского флота, один из редакторов газеты "Волна". Участник Всероссийской конференции фронтовых и тыловых организаций РСДРП(б) (июнь). После Июльского кризиса заключён в петроградскую тюрьму "Кресты"; совместно с Ф.Ф. Раскольниковым от имени арестованных большевиков подписал протест Временному правительству против необоснованного ареста. 4 сентября освобождён под залог. Центробалтом назначен комиссаром при генерал-губернаторе Финляндии. Участвовал во Всероссийском Демократическом совещании (сентябрь).
Делегат 2-го съезда моряков Балтийского флота (сентябрь – октябрь), огласил текст воззвания "К угнетённым всех стран". 30 сентября избран членом Финляндского областного бюро РСДРП(б). Член Организационного комитета и делегат съезда Советов Северной области (октябрь), избран членом исполнительного комитета. 15 октября участвовал в работе конференции военных организаций РСДРП(б) Северного фронта, от которого в ноябре избран членом Учредительного Собрания Член и секретарём Петроградского Военно-революционного комитета, с 21 октября член Бюро Военно-революционного комитета. 23 октября на заседании Петроградского Совета рабочих и солдатских депутатов. проинформировал о том, что большинство частей гарнизона выступает за установление власти Советов, что под большевистским контролем оружейные заводы и склады, укреплено внешнее кольцо обороны Петрограда, вооружается Красная Гвардия, парализованы действия штаба Петроградского военного округа и Временного правительства.
С 24 октября член Полевого штаба ВРК, один из организаторов операций по блокированию Зимнего дворца; из Петропавловской крепости вечером 25 октября направил ультиматум Временному правительству. 26 октября один из руководителей захвата Зимнего дворца и ареста Временного правительства. Доложил 2-му Всероссийского съезду Советов рабочих и солдатских депутатов. о заключении в Петропавловскую крепость министров Временного правительства; избран членом Президиума съезда. Вошёл в Совет Народных Комиссаров – член Комитета по военным и морским делам (нарком, отвечал за внутренний фронт). Во время подавления выступления А.Ф. Керенского – П.Н. Краснова (27 октября – 2 ноября) член штаба Петроградского военного округа и помощник командующего войсками военного округа, с 9 ноября командующий войсками военного округа. Вечером 28 ноября в Петрограде был схвачен юнкерами, которые не расстреляли Антонова-Овсеенко – надеялись обменять его на 50 арестованных юнкеров, утром 29 ноября при посредничестве американского журналиста А.Р. Вильямса освобождён революционными моряками.
С декабря командовал войсками в боях с казаками атамана А.М. Каледина на Дону, с гайдамаками Центральной Рады и австро-германскими оккупантами на Украине. Один из организаторов Красной Армии. В конце августа – начале сентября 1918 возглавлял советскую делегацию на переговорах в Берлине с представителями германского правительства о возможности участия немецких войск в вооруженной борьбе с английскими оккупантами на севере Европейской России. В годы Гражданской войны на военной, затем, на государственной и дипломатической работе. 13 октября 1937 арестован и 8 февраля 1938 Военной коллегией Верховного суда СССР приговорён к расстрелу по обвинению в принадлежности к руководству "троцкистской террористической и шпионской организации". В 1956 реабилитирован.
Сочинения: Под вымпелом Октября, М., 1923; В семнадцатом году, М., 1933; В революции, М., 1983; За работой (Набег Краснова), в книге: Воспоминания о В.И. Ленине, т. 5, М., 1990.
Литература: Ракитин А., В.А. Антонов-Овсеенко, 2 изд., Ленинград, 1989. В.Н. Заботин.