В родния си град Търново получава основно образование. През 1870 г. завършва медицина в Букурещ. Става известен, след като се дипломира като лекар в Румъния (1870 – 1871). Откроява се с изключителна интелигентност и начетеност. Владее френски, немски, италиански, гръцки, турски, румънски и руски език.
През 1871 г. е назначен за ординатор в болницата на гр. Бозъу. От 1872 до 1877 г. работи и в родния си град, и във Влашко. Назначен е за градски лекар в Търново от 1872 г. Обслужва както българското население, така и представителите на официалната турска власт. Приятел е с д-р Марин Русев.
Член е на Търновския частен революционен комитет на ВРО. През декември 1872 г., когато през Търново минава конвоят със заловения Апостол, д-р Стат Антонов лекува разкъсаното му ухо. Търновци търсят различни начини да го освободят. Жоржо Момчев – богат търговец и член на комитета – се среща с търговеца Стефан Карагьозов, който е повикан в Конака като представител на обществеността. Двамата обсъждат дали не може да се направи нещо Апостолът да бъде на свобода. Оказало се, че този път нищо не могат да предприемат, за да го освободят. Летописецът е записал: „на приказка бяхме много, но за работа малко.“ Затова и опитите за намеса и действия са обидно плахи и неефективни.
През 1875 и 1876 г. участвува в подготовката на Старозагорското и Априлското въстание. През 1876 г. го виждаме отново в Румъния — като ординатор в полевата болница на д-р Йорданов по време на Сръбско-турската война, член на Румънския червен кръст, активен участник в живота на читалище „Братска любов“ и член на Българското Човеколюбиво настоятелство, основано от българските медици, обединени около Кириак Цанков и в. „Балканул“.
Включва се активно и в обществения живот. Влиза в обкръжението на Любен Каравелов и е сред посетителите на хана на Бела Бона. Става приятел и със Стефан Стамболов. Един от основателите и член на ръководството на Славянското благотворително дружество. Председател на Търновския комитет „Единство“ (1878).
От 1878 година е назначен за губернски лекар, а от 1888 г. за главен лекар на Търновската първостепенна болница. Взема участие в Учредителното събрание през 1879 г. в изработването на Търновската конституция.
През 1889 г. специализира в Париж. От 1905 г. е управител на Пловдивската болница.
Д-р Стат Антонов умира на 21 март 1926 г. Д-р Марин Русев произнася надгробна реч.
През 1875 и 1876 г. участвува в подготовката на Старозагорското и Априлското въстание. През 1876 г. го виждаме отново в Румъния — като ординатор в полевата болница на д-р Йорданов по време на Сръбско-турската война, член на Румънския червен кръст, активен участник в живота на читалище „Братска любов“ и член на Българското Човеколюбиво настоятелство, основано от българските медици, обединени около Кириак Цанков и в. „Балканул“.
Включва се активно и в обществения живот. Влиза в обкръжението на Любен Каравелов и е сред посетителите на хана на Бела Бона. Става приятел и със Стефан Стамболов. Един от основателите и член на ръководството на Славянското благотворително дружество. Председател на Търновския комитет „Единство“ (1878).
От 1878 година е назначен за губернски лекар, а от 1888 г. за главен лекар на Търновската първостепенна болница. Взема участие в Учредителното събрание през 1879 г. в изработването на Търновската конституция.
През 1889 г. специализира в Париж. От 1905 г. е управител на Пловдивската болница.
Д-р Стат Антонов умира на 21 март 1926 г. Д-р Марин Русев произнася надгробна реч.