Начало войны с нацистской Германией он встретил в должности командира эскадрильи, а потом 6 августа 1942 г. уже в звании майора был назначен командиром вновь сформированного 84-го «А» ИАП. Полк получил литеру «А», поскольку был создан на базе персонала, выделенного из «обычного» 84-го ИАП.
Поскольку Антонов приземлился прямо около Галюгаевской, его вскоре доставили на аэродром. Именно тогда и была сделана известная фотография, на которой он запечатлен в окружении немецких пилотов. На снимке в центре стоит Голлоб, внимательно изучающий документы пленного летчика. В некоторых источниках утверждается, что именно он сбил Антонова. Однако в тот день на его счету был только двухмоторный бомбардировщик «Бостон». Скорее всего И-153 советского майора стал жертвой другого аса и кавалера Рыцарского Креста – фельдфебеля Фридриха Ваховяка из 8./JG52, сбившего в тот день два таких истребителя.
Согласно воспоминаниям немецких летчиков, Антонов пробыл «в гостях» в Галюгаевской несколько дней, ожидая отправки в лагерь для военнопленных, и при этом якобы даже мог беспрепятственно перемещаться в пределах аэродрома. Дальнейшая его судьба до настоящего времени так и остается неизвестной. По одним сведениям, Антонов позднее смог бежать из лагеря около Моздока, по другим – он бежал уже из Мариупольского лагеря, куда его отправили из Моздока. В обоих случаях затем следы Героя Советского Союза окончательно теряются…
За три последующих дня Голлоб записал на счет еще три самолета: Пе-2, И-16 и «Бостон». В течение 29 августа он сбил еще три ЛаГГ-3 и Пе-2 и первым в Люфтваффе достиг рубежа в 150 побед. К этому времени он совершил 340 боевых вылетов.
На следующий день Голлоб стал третьим по счету человеком в Третьем рейхе, удостоенным высшей военной награды – Бриллиантов к Рыцарскому Кресту. 31 августа об этом было сообщено в информационной сводке Главного командования Вермахта. Можно с уверенностью утверждать, что его амбиции и стремление стать лучшим были полностью удовлетворены на тот момент.
1 октября того же года Голлоба, получившего звание оберст-лейтенанта, отозвали с Восточного фронта. Как и другие кавалеры Бриллиантов, одновременно с награждением он получил и запрет на дальнейшие боевые вылеты. Его назначили начальником штаба 3-го истребительного командования (Jaf 3), который находился на побережье Бретани, на аэродроме Гипава, в 7 км северо-западнее Бреста.