Wladimir Alexandrowitsch Antonow-Owsejenko wurde am 9. März 1883 als Sohn eines Offiziers in Tschernigow geboren. 1901 schloss der die Kadettenschule ab und ließ sich in die Fachhochschule in St. Peterbsurg einschreiben, wurde jedoch nach einem Monat dort verwiesen weil er sich weigerte, den Eid auf den Zaren abzulegen. ER wurde aber noch im gleichen Jahr an der Infanteriefachschule in Woronesch angenommen und bekleidete 1904 den Rang eines Fähnrichs. 1902 bereits hatte er sich der Sozialdemokratischen Arbeiterpartei Russlands angeschlossen. 1904 wurde er nach Warschau zum 40. Kolywanski-Infanterieregiment abkommandiert, wo er eine militärrevolutionäre Organisation gründete, die der Sozialdemokratischen Arbeiterpartei unterstand. Als er ejdoch in den Fernen Osten versetzt werden sollte verweigerte er sich diesen Befehles und desertierte während der Revolution 1905. Er schloss sich den Menschewiki an und beteiligte sich an mehreren Aufständen in St. Petersburg. Mehrmals wurde er verhaftet, wurde jedoch immer nach wenigen Wochen Haft entlassen. Seit Mai 1905 befand er sich auf der Krim wo er die illegale Zeitung "Soldat" herausgab. Dort wurde er im Juli 1906 verhaftet und im Mai 1907 zur Todesstrafe verurteilt. Diese Strafe wurde jedoch zu 20 Jahren Haft umgewandelt. Aber bereits nach wenigen Wochen gelang ihm die Flucht, während der er ungewöhnliches Geschick und einen großen Mut bewies.
Danach wurde er Berufsrevolutionär und setzte sich nach Finnland ab. 1908 aber schon siedelte er wieder nach Moskau über wo er an mehreren revolutionären Klubs beteiligt war. 1909 wurde er zweimal festgenommen und nach 6 Monaten Untersuchungshaft entlassen. 1910 wanderte er nach Paris aus. Zu Beginn des Weltkrieges protestierte er gegen selbigen und schloss sich immer mehr den Bolschewiki an. 1917 bis 1918 war er Chef der sowjetishcen Truppen und seit Mai 1918 Mitglied des Obersten Militärrates. Er war Ende August bis Anfang September 1918 Leiter der sowjetischen Delegation bei den Verhandlungen mit dem Kaiserreich in Berlin, wo es um die mögliche Beteiligung der deutschen Truppen im Kampf gegen die Engländer im europäischen Teil Russlands auf der Seite der Roten Garden ging.
Von 1922 bis 1924 war er Chef der Politabteilung des Militärrates Sowjetrusslands, ab 23. August 1923 der UdSSR. Auf diesem Posten war er einer der Initiatoren der Gründung der Militärzeitung Roter Stern, die bis zum Ende der Sowjetmacht das Sprachrohr des Verteidigungsministeriums war. Im Verlauf des Jahres 1923 schrieb er drei Briefe an das Politbüro der Russischen Kommunistischen Partei der Bolschewiki, wo er offene Kritik an der Führung der Partei, vor allem an Stalin und Kamenew äußerte. Während der Zwanzigerjahre rückte er politisch sehr nahe an Leo Trotzki. Mit dessen zunehmendem Machtverlust verlor auch der ehemalige Bürgerkriegsheld an politischer Bedeutung. Man hatte ihm den sogenannten Fraktionismus vorgeworfen, ihn aller möglichen Sünden beschuldigt und 1925 von all seinen Posten im Zentralkomitee entbunden. Bereits ein Jahr vorher wurde Antonow-Owsejenko auf die diplomatische Arbeit abgeschoben, zuerst 1924 bis 1928 als Botschafter in der Tschechoslowakei und danach in Litauen und Polen, wo er eine große Rolle bei dem Abschluss des polnisch-sowjetischen Nichtangriffsvertrages spielte.