Su familia se traslada a Milán en 1905. Se forma con su padre, que era escultor, y en la Academia de Brera (1928-1930). Desde 1934 su obra alterna la abstracción lírica
y el expresionismo hasta 1949, año en el que también se une al movimiento abstraction-creation. Se traslada a Argentina en 1939, donde publica su Manifiesto blanco en el que anticipa las ideas que fundamentarán el espacialismo, movimiento que nace con la publicación de Spaziali. Con el espacialismo, Fontana repudia el espacio ilusorio de la pintura tradicional de caballete y defiende un libre juego del color y de la forma en el espacio real. A partir de 1949 empieza a agujerear y hendir sus telas con un punzón para que la luz pueda salir del espacio subyacente. Desde entonces, tanto sus pinturas como esculturas, tienen el único título de “Concepto espacial”. La mayor parte de sus telas son monocromas y de tintes refinados, rítmicamente rasgadas con un gesto seguro y elegante con la idea de sugerir una infinitud de espacio interminable detrás del lienzo. En 1952 se convierte en el precursor de los “environnments” al realizar espacios luminosos con la ayuda de tubos de neón.