Нина Степановна приехала в Обнинск в 1960 году. Работала главным инженером в СМУ-5 и СМУ-9 треста «Калугаоблпромстрой». В 1962 году её избрали заместителем председателя, а в 1966  — председателем исполкома Обнинского городского Совета депутатов. Нина Степановна проработала в этой должности 16 лет. 

Нина Антоненко стала главным инициатором принятия в 1971 году нового Генерального плана развития Обнинска, рассчитанного на быстрый рост населения и значительное расширение границ города.

По инициативе Нины Степановны Антоненко было принято постановление Совета Министров СССР № 810 от 5 ноября 1973 года «О мерах по развитию городского хозяйства г. Обнинска, Калужской области на 1974—1980 гг.», позволившее разрабатывать и осуществлять комплексные программы развития городского хозяйства, главной из которых была программа развития энергетического хозяйства города, разработанная до 1990 года.

При Антоненко появились такие знаковые для Обнинска объекты,  как гостиница «Юбилейная», комплекс больничного городка, стоматологическая поликлиника, здания милиции, военкомата и прокуратуры, станция юных техников «Эврика», Дворец бракосочетания, Дом связи,  волейбольная спортшкола. Особым событием стало открытие в 1967 году Дворца спорта с 25-метровым бассейном, что было возможно только для областных центров. Ежегодно вводилось в эксплуатацию не менее 1100 квартир. Развивалась инфраструктура. Городская котельная, производственные базы «Водоканала», «Горгаза», электроснабжения – всем этим обнинцы пользуются до сих пор. Не осталась в стороне и культурная сфера. Построили шесть общеобразовательных, две музыкальные и художественную школу.

«Хозяйка города» - так ее называли коллеги. Те, кому довелось работать в команде Антоненко, вспоминали её как талантливого руководителя и отзывчивого человека.

 «Люди, живя на земле, оставляют после себя память. Художники – картины, писатели – книги. А Нина Степановна оставила после себя город», — сказала об Антоненко её коллега Мария Исупова, секретарь обнинского горкома КПСС по идеологии в 70-80-е годы.