Добравшись до Таллина и набрав высоту, он уменьшил обороты двигателя и сделал круг над внешним рейдом. Ожидание тянулось недолго, и вскоре на горизонте появилась черная точка — «юнкерс» быстро приближался на встречном курсе. Первую атаку Антоненко выполнил со стороны солнца — длинная очередь прошила фюзеляж немецкого самолета, и лишь тогда его экипаж заметил опасность и стал разворачивать свою машину обратно. Второй раз советский летчик атаковал Ju 88 сзади снизу — нижний стрелок бомбардировщика погиб, так и не успев открыть огонь. С третьего захода Антоненко с близкой дистанции зажег моторы «юнкерса», после чего вражеский самолет свалился на крыло, и остатки его экипажа стали выпрыгивать с парашютами.
Вернувшись на аэродром, Антоненко как ни в чем не бывало вновь занялся своим еще не успевшим остыть супом. Достойной наградой ему были восторженные отзывы от очевидцев боя, хотя нахлобучку за полет без парашюта от командира полка он все же получил.
В начале июля разгорелись бои за полуостров Ханко, и для оказания помощи его защитникам туда перебросили два звена истребителей из 13-го ИАП. Специально для противодействия вражеским разведывательным самолетам на Ханко отправили также капитана Антоненко и его ведомого Бринько — оба они отличались быстротой реакции и отличной стрельбой. От третьего пилота звена Антоненко отказался — вопреки уставу он уже с первых дней Великой Отечественной войны предпочитал сражаться парой.
Аэродром на полуострове постоянно подвергался артиллерийским обстрелам противника. Снаряды не могли повредить так называемым «рефугам» — подземным укрытиям истребителей, однако они изрядно перепахивали взлетную полосу. Положение спасала усиленная строительная рота, оснащенная грузовыми машинами, тракторами и тяжелыми катками. Она почти круглосуточно занималась ремонтом аэродрома. Естественно, летчикам приходилось соблюдать особую осторожность при взлете и посадке. Когда вечером 2 июля Антоненко и Бринько подлетали к Ханко, они снизились до верхушек деревьев и заблаговременно выпустили щитки и шасси. В результате финские артиллеристы заметили приземлявшиеся советские самолеты слишком поздно и открыли огонь уже тогда, когда они зарулили в «рефугу».
3 июля «чайки» и И-16 с Ханко штурмовали позиции финских орудий, однако Антоненко и Бринько в этом вылете не участвовали. В состоянии боевого дежурства они находились у своих истребителей. Спали урывками, и при этом их парашюты были подвешены на специальных приспособлениях для удобства одевания, а ботинки были зашнурованы и стояли рядом так, чтобы в них можно было сразу вдеть ноги. Обоим летчикам поручили особое задание. Два весьма устаревших финских биплана Бристоль «Бульдог» повадились на военно-морскую базу, где они не только вели разведку, но и обстреливали корабли и гидросамолеты из пулеметов. Навязать им воздушный бой пока не удавалось, так как при первых признаках опасности они тут же уходили на бреющем полете на свою территорию. Антоненко сразу решил проучить нахалов, и по его требованию на самом высоком дереве около аэродрома был оборудован дополнительный наблюдательный пост, соединенный телефонной связью со стоянкой истребителей. «Бульдоги» появились утром 4 июля. С малой высоты они сбросили бомбы на советские артиллерийские батареи, и сразу над аэродромом вспыхнула красная сигнальная ракета. Не успела она погаснуть, как Антоненко и Бринько уже находились в воздухе. Они начали боевой разворот, еще не набрав необходимой скорости, и такие действия требовали ювелирной точности пилотирования. На этот раз финнам уйти не удалось. Очередь Бринько хлестнула по кабине ведомого «бульдога» и он, перевернувшись, рухнул на землю недалеко от нашего аэродрома. Второй финский самолет на максимальной скорости устремился под защиту своих зениток, но Антоненко с большого расстояния успел зацепить его огнем из трех пулеметов. Наземные войска подтвердили падение обоих вражеских машин.
5 июля балтийские асы сбили разведывательный Ju 88 практически над самым командным пунктом. Они зажали его в клещи и с двух сторон выпустили всего лишь по одной короткой очереди, прежде чем за «юнкерсом» потянулись длинные хвосты дыма. За этот бой, получивший широкую известность, командир бригады генерал Кабанов подарил Антоненко и Бринько ящик шампанского. Самолет упал на мелководье, и его обломки тщательно исследовались. Для современных любителей немецких официальных подтверждений можно добавить, что в кармане стрелка — радиста нашли хлебные карточки и использованный билет на посещение парижского борделя мадам Поль, а сам «юнкерс», согласно его формуляру, был построен на берлинском авиационном заводе 20 мая 1941 года.