W 1960 r. Oleg Antonow uzyskał stopień doktora nauk technicznych. Na bazie An-10 powstał w jego biurze czterosilnikowy An-12, który wyróżniał się zasięgiem wynoszącym kilka tysięcy kilometrów, hermetyzowaną kabiną oraz obszerną ładownią zdolną pomieścić kilka ton. Opracowanie tej maszyny przyniosło zespołowi Antonowa w 1962 r. Nagrodę Leninowską. W kolejnych latach zespół Antonowa opracowano udany samolot pasażerski An-24, który zbudowano również na potrzeby wojska w wersji An-24T. Rozwinięciem tej maszyny był transportowy An-26, w którym zastosowano tylną rampę załadowczą umożliwiającą wjazd pojazdów z płyty lotniska do ładowni samolotu.

W lutym 1965 r. w biurze Antonowa zbudowano An-22, który był wówczas największą maszyną tego typu na świecie. Został zaprezentowany na XXIV Międzynarodowym Salonie Lotniczym w Paryżu. Od 1978 r. Antonow posiadał tytuł profesora, a w 1981 r. został akademikiem Akademii Nauk ZSRR. W latach 80. XX w. w jego zespole zaprojektowano samolot An-72 o cechach samolotu STOL, powstała również jego cywilna wersja oznaczona jako An-74. Na bazie An-22 opracowano czterosilnikowy ciężki samolot transportowy An-124.