Первым же планером, строившимся серийно, стал «Стандарт», созданный летом 1929 года совместно с П.В. Цыбиным.

После планерных состязаний Антонов по приглашению Ильюшина переехал в Москву и с января 1931 года возглавил Центральное бюро планерных конструкций. Здесь он на базе «Стандарта» создал «Учебный стандарт» (УС-1). Его модификация УС-2 строилась серийно. В Москве Олег Константинович пробыл недолго и в сентябре того же года перебрался в Коктебель, где возглавил техническую часть

Высшей летно-планерной школы (ВЛПШ). Но и у берегов Черного моря он не задержался. В январе 1932 года он вернулся в Москву. На планерном заводе в Тушине Антонов, став главным конструктором, продолжил работу над «Учебным стандартом», создав его третий вариант. Затем последовал «Учебный паритель» («УПАР»). На очередных состязаниях 1932 года в Коктебеле С.Ф. Гаврыш установил на «УПАРе» всесоюзный рекорд высоты, поднявшись на 2230 метров.

Особое место в творчестве Антонова занимает создание планерлетов — самолетов, оснащенных маломощным двигателем. В отличие от мотопланеров, в которых двигатель предназначен главным образом для взлета и набора высоты, на планерлете двигатель работает постоянно, но при этом летательный аппарат благодаря высокому аэродинамическому качеству может набирать высоту, используя энергию ветра и восходящих потоков.

Идея подобного летательного аппарата принадлежала начальнику научно-технического управления ГВФ Л.П. Малиновскому, а планерлеты стали именовать «ЛЕМами». Одна такая машина ОКА-33 (ЛЕМ-2) была создана под руководством Антонова. Первый полет на ОКА-33, оснащенном 100-сильным мотором М-11, выполнил летчик Н. Д. Федосеев 20 апреля 1937 году. Испытания подтвердили возможность перевозки грузов на подобных аппаратах на небольшие расстояния. Однако они не получили распространения, поскольку малая скорость (около 100–120 км/ч) не позволяла им конкурировать с железнодорожным и автомобильным транспортом.

Разрабатывал Антонов и экспериментальные аппараты. Так, в 1935 году он совместно с А.А. Бориным спроектировал планер БА-1 «Тандем» с крыльями, расположенными друг за другом. Управление им осуществлялось путем изменения углов атаки обоих крыльев. На заднем крыле имелись вертикальные шайбы, использовавшиеся в качестве рулей направления. Планер, испытанный 14 сентября 1935 года летчиком А. Н. Скородумовым, продемонстрировал хорошую устойчивость и управляемость в полете и на XI всесоюзных планерных состязаниях занял первое место в категории экспериментальных аппаратов.

В предвоенные годы активно воплощался в жизнь лозунг «Комсомолец на самолет», целью которого была подготовка большого количества военных летчиков. Поскольку самолетов для этих целей не хватало, а пилоты стране требовались, то поставленную задачу помог решить планеризм. Ведь обучение на безмоторных летательных аппаратах, да к тому же использовавших мускульную силу курсантов для подъема в воздух, требовало меньших финансовых затрат.

Среди создателей планеров одно из ведущих мест занимал O.K. Антонов. На его безмоторных аппаратах делали первые шаги в небо тысячи летчиков периода Второй мировой войны, устанавливались национальные и мировые рекорды. Казалось, польза от планеризма огромная, но в 1937 году, когда Родина получила достаточное количество пилотов, наметился упадок планерного спорта. Планеры больше не нужны были Сталину, теперь ему требовались не просто летчики, а воздушные бойцы, и планерный завод в Тушине закрыли, передав его из Осоавиахима в Наркомат авиационной промышленности. Не строить же парители ради каких-то спортсменов. Повсеместно стали закрываться планерные школы, и многим создателям безмоторных аппаратов пришлось приступить к проектированию боевых самолетов. Не стал исключением и Антонов, под руководством которого до начала Второй мировой войны было создано 40 типов учебных, рекордных и экспериментальных планеров. Тогда же Олега Константиновича пригласил к себе на работу С. А. Яковлев, предложив ему должность ведущего инженера по учебно-тренировочным самолетам. Затем последовало назначение в Ленинград на завод № 23, выпускавший учебные самолеты Яковлева.

Там Антонова и застало новое назначение. Руководство авиационной промышленности предложило ему возглавить конструкторское бюро по созданию самолета связи по типу немецкого Fi 156 «Шторьх». Но об этом чуть позже.

После переезда КБ Антонова в Каунас, где планировался серийный выпуск самолета связи, Антонов принял участие в конкурсе на создание пятиместного транспортного планера. Но реализовать замыслы победителю конкурса удалось только в начале войны. Планер РФ-8, рассчитанный на перевозку четырех десантников при одном пилоте. РФ-8 представлял собой увеличенный вариант спортивного «Рот фронт-7» (РФ-7). Это был цельнодеревянный высокоплан с убирающимся колесным шасси. В случае необходимости (для сокращения пробега) летчик производил посадку на лыжу, расположенную под фюзеляжем.

Летные испытания РФ-8 начались в Подмосковье 2 сентября и продолжались 16 дней. Ведущим летчиком был В. Л. Расторгуев. Облетали его С.Н. Анохин, П. Ф. Павлов, В. П. Федоров и Г. С. Малиновский. По результатам испытаний планер рекомендовался в серийное производство при условии устранения выявленных дефектов. Одновременно военные высказали пожелание увеличить количество десантников до семи, не считая пилота. Поэтому после принятия на вооружение доработанный планер получил обозначение А-7.