לוויניה נולדה בבולוניה ב-24 באוגוסט 1552, לאנטוניה לבית בונרדי ופרוספרו פונטנה. האב פרוספרו היה צייר והיה המורה הראשון שלה.
ב-1577 נישאה לפאולו זאפי, שהיה צייר גם הוא. לזוג נולדו 11 ילדים, רק 3 מהם שרדו.
ב-1580 ציירה דיוקן של האפיפיור גרגוריוס השלושה עשר, שהיה איש בולוניה ובזכותו קיבלה הזמנות מהכנסייה.
ב-1603 היא ומשפחתה עברו לרומא בהזמנת האפיפיור קלמנס השמיני.
במהלך חייה עבדה פונטנה בתחומי ציור שונים. בתחילת דרכה ציירה בעיקר דיוקנאות, כאשר בנות המעמד העליון בבולוניה העדיפו אותה בהיותה אשה. בהמשך קיבלה גם הזמנות לתמונת מזבח ולתמונות גדולות של סצנות דתיות ומיתולוגיות, אלה האחרונות כללו גם עירום נשי. היא ציירה גם סצנות דתיות מיניאטוריות על מתכת שנרכשו לשימוש כמתנות.
הציור הידוע הראשון שלה "גור של קוף" משנת 1575 אבד. ציור מוקדם ששרד הוא "הפסיון של ישו" מ-1576 הנמצא במוזיאון לאמנות של אל פאסו.
קיים תעוד על כ-100 יצירות שלה, אבל כיום מצויות רק 32 מהן.
Murphy, Caroline P. Lavinia Fontana: A Painter and Her Patrons in Sixteenth-century Bologna, Yale University Press, March 11, 2003. ISBN 978-0300099133
Liana De Girolami Cheney, Lavinia Fontana’s Mythological Paintings: Art, Beauty, and Wisdom, Cambridge Scholars Publishing; 1st edition, September 14, 2020. ISBN 978-1527557000
Bohn, Babette, Women Artists, Their Patrons, and Their Publics in Early Modern Bologna, Penn State University Press; 1st edition, March 10, 2021. ISBN 978-0271086965
^Fortunati, Vera (1998). "Lavinia Fontana: A Woman Artist in the Age of the Counter-Reformation". Lavinia Fontana of Bologna 1552-1614. Milan: Electa. p. 13. ISBN 978-88-435-6394-4
^Women Artists, 1550-1950, Los Angeles County Museum of Art, Los Angeles, CA, USA (1976).
^Lavinia Fontana of Bologna (1552-1614), National Museum of Women in the Arts, Washington, DC, USA (February 5–June 7, 1998).