Fontaine nacque nel 1762 a Pontoise, figlio di un architetto fontaniere. Nel 1779 andò a studiare architettura a Parigi, dove incontrò Charles Percier. Fu questo l’inizio di un legame personale e di un sodalizio professionale che durarono per tutta la vita. Percier e Fontaine strinsero un patto di amicizia che escludeva la possibilità di contrarre matrimoni e, anche se i due morirono a distanza di 15 anni di distanza, furono sepolti nella stessa tomba.
Architetto ufficiale di Napoleone insieme a Charles Percier, Fontaine, lavorò per trasformare Parigi nella principale capitale europea adottando come modello la sobria monumentalità dell’architettura romana imperiale; realizzò opere pubbliche quali l’arco di trionfo al Carrousel du Louvre, progettato da entrambi, e gli Champs Elysées, disegnati da lui stesso.