Осенью 1943 года флотилию с Онежского озера уводили по частям, чтобы как можно дольше держать часть сил для поддержки сухопутных войск. В начале октября на зимовку ушла большая часть кораблей. Для прикрытия перебазирования моряки высаживали разведгруппы и обстреливали береговые пункты, а оживленные радиопереговоры создавали впечатление, что флотилия остается на озере. Резкое понижение температуры во второй половине октября и падение уровня воды в Мариинской водной системе заставили поторопиться с выводом оставшихся кораблей [641] .

С 25 января по 10 июля 1944 года Антонов был командующим Онежской военной флотилией [642] .

8 мая 1944 года флотилия вновь появилась на Онежском озере. К этому времени сохранялось относительное затишье до начала Свирско-Петрозаводской операции [643] .

В кампанию 1944 года советское командование рассчитывало развернуть наступление на всем фронте, чтобы развить успехи 1943 года и воспользоваться высадкой союзников в Нормандии. Одним из направлений явилось наступление в Карелии с целью вывести из войны Финляндии. Утром 9 июня сухопутная и морская артиллерия начала обстрел неприятельских укреплений на Карельском перешейке. 10 июня войска перешли в наступление и форсировали реку Сестру. После упорных боев 20 июня советские войска взяли Выборг и продолжили наступление [644] .

Успех под Выборгом позволил перейти в наступление войскам Карельского фронта. 21 июня левый фланг Карельского фронта при поддержке Ладожской флотилии форсировал Свирь и 25 июня овладел городом Олонец и Олонецким укрепленным районом. Правее советские войска также форсировали Свирь от Онежского до Ладожского озера и 23 июня овладели всем течением реки, заставляя врага отходить к Петрозаводску. Севернее войска фронта 21 июня взяли Повенец, очистили полностью Беломорско-Балтийский канал, 24 июня освободили Медвежьегорск и двигались также на Петрозаводск [645] .

Онежской флотилии следовало поддерживать 368-ю стрелковую дивизию, которая наступала на правом фланге 7-й армии. Подразделения дивизии к исходу 20 июня вышли на левый берег Свири, но попытка с ходу на лодках и плотах форсировать реку не удалась. Тогда Антонов передал в распоряжение командира дивизии 17 катеров, в том числе минных, вооруженных ракетными снарядами [646] . Для помощи в верховье Свири были сосредоточены 4 минных катера, 4 бронекатера, 5 сторожевых катеров и 4 катера тральщика; еще 7 минных катеров должны были поддерживать войска, наступавшие вдоль берега. Для переправы войск собрали плавучие средства у организаций и гражданского населения.

Утром 22 июня корабли, прошедшие скрытно по заминированному каналу к Жабино, были замаскированы. Следующим утром армейская артиллерия сосредоточила огонь на дороге Вознесенье – Петрозаводск. Бронекатера стреляли по минометно-артиллерийским позициям. Сначала они подавили опорные пункты у берега, потом перенесли огонь в глубь обороны. При огневой поддержке пехота на лодках и плотах пересекла реку и взяла Вознесенье. Боевые корабли не только вели огонь по огневым точкам противника, но и доставляли на катерах бойцов [647] .

К вечеру дивизия заняла плацдарм и начала наступление в сторону Петрозаводска. Так как переправа на плотах оказалась затруднена, технику и людей перевозили на спаренных катерах. Наступающим достались значительные трофеи. Моряки-онежцы за переправу получили благодарность Верховного главнокомандования [648] .

Чтобы помочь сухопутным войскам, наступавшим вдоль дорог от Вознесенья на Ладву и Петрозаводск, 26 июня флотилия высадила десант (около 100 человек) в губу Лахтинская у села Шелтозеро и огнем подавила огневые точки. К 17.30 десантники выдвинулись к дороге на Петрозаводск. К этому времени подошли и войска, двигающиеся по суше. В результате совместных действий был разгромлен батальон противника. Угрозой тылу поселка Шелт-озеро десант заставил неприятеля оставить укрепленный пункт [649] .

Утром 28 июня высадку предприняли в Уйской губе. Подавив огневые точки противника, катера высадили первых десантников, которые встретили слабое сопротивление. Через 7–10 минут подошли катера ОВРа, канонерские лодки, сторожевые катера и транспорты с главными силами десанта. 31-й отдельный батальон морской пехоты занял село Деревянное и начал наступать на Петрозаводск, несмотря на большое число мин на дороге и взорванные мосты.

Так как войска 32-й армии наступали с севера, неприятель покинул Петрозаводск. Только диверсионные отряды были оставлены для уничтожения предприятий и административных зданий. Узнав о начале разрушений в городе, Антонов направил для его спасения корабли. В 10.0 отряд минных и торпедных катеров входил в порт и высадил на пирс часть команды. В 16.00 основные силы флотилии доставили в Петрозаводск 31-й отдельный батальон морской пехоты, снятый с берега. Моряки первыми заняли город, в который лишь на следующий день с севера и юга вступили сухопутные войска [650] . Так как онежцы первыми ворвались в Петрозаводск, о них первых было упомянуто в приказе Верховного главнокомандования. В 22.0 29 июня Москва салютовала освободителям столицы Карелии [651] .

В ходе Свирско-Петрозаводской операции корабли Онежской военной флотилии отконвоировали 268 судов, которые перевезли до 20 тысяч тонн грузов и более 15 тысяч бойцов, обеспечив наступление сухопутных войск [652] .

Боевая деятельность флотилии была отмечена приказом Верховного главнокомандующего, дивизион канонерских лодок, 1-й дивизион бронекатеров, дивизион минных катеров и 31-й отдельный батальон морской пехоты по лучили наименования Петрозаводские. Более 350 матросов, старшин и офицеров флотилии получили ордена и медали. Капитана 1-го ранга Антонова за руководство боевыми действиями под Петрозаводском наградили орденом Ушакова II степени [653] .