Своју каријеру је започела у позоришту 1935. године, а исте године је потписала уговор са филмским студијом РКО. Године 1941. номинована је за награду Америчке филмске академије у категорији најбоље глумице за улогу у филму Алфреда Хичкока "Ребека".[3] Следеће године освојила је награду Академије за главну глумицу улогом у још једном Хичкоковом филму "Сумња". Фонтејнова је тако постала једини глумац који је освојио Оскара за улогу у неком Хичкоковом филму. Она и Оливија де Хавиленд су једине сестре које су освојиле награде Академије за главне улоге.[4] Трећи пут је номинована за Оскара 1943. године за главну улогу у филму "Константна нимфа". Освојила је и две награде Удружења филмских критичара Њујорка.
Током 40-их па све до 90-их година Фонтејнова је наставила каријеру улогама у позоришту, на радију, телевизији и филму. Последњи играни филм под називом "Вештице" снимила је 1966. године, а последњи пут се појавила на екрану у улози краљице Људмиле 1994. године.
Играла је и на Бродвеју у представама "Чај и симпатија" и "Четрдесет карата". Осамдесетих година је гостовала у тада популарним ТВ серијама "Брод љубави", "Хотел", а за улогу у сапуници "Рајанова нада" номинована је за награду Еми 1980. године.
Своју аутобиографију под називом No Bed of Roses објавила је 1978. године. Године 1982. била је председник жирија 32-ог Међународног филмског фестивала у Берлину. Последњих двадесет година је живела повучено у својој кући у Кармелу, где је и умрла.
Имала је двојно британско-америчко држављанство, а амерички грађанин је постала 1943. године. За свој допринос филмској уметности 1960. године је добила звезду на Холивудској стази славних.
Удавала се четири пута и имала је две кћерке (биолошку и усвојену).[4]
