Художественное образование он получил сначала у своего отца Жана-Теодора Фантен-Латура, а затем у Ораса Лекока де Буабодрана. С 1854 г. Фантен-Латур учился в школе изящных искусств в Париже. В 1859 г. он познакомился с Гюставом Курбе, в ателье которого он работал последующие два года. К 1863 г. он принадлежит к числу художников, чьи работы были представлены одновременно на Парижском салоне и Салоне отверженных.
Хотя его современниками и были импрессионисты, он придерживался стиля, близкого к реализму. Фантен-Латур известен своими цветочными натюрмортами и групповыми портретами современных ему парижских художников и писателей, друзьями которых он был. К ним принадлежат «В честь Делакруа», «Ателье в Батиньоле» и «Le Coin de table». Значительно его влияние на символизм. Помимо прочего он также известен как литограф своими работами, изображающими известных классических музыкантов.
В 1876 г. он женился на художнице Виктории Дюбурж, после чего проводил каждое лето в поместье своей жены в Нормандии, где и умер в 1904 г. Фантен-Латур похоронен на кладбище Монпарнас.
«Натюрморт с цветами и фруктами», 1865, музей Орсе, Париж
«В честь Делакруа», 1864, музей Орсе, Париж
«Ателье в Батиньоле», 1870, музей Орсе, Париж
«Шарлотта Дюбурж», 1882, музей Орсе, Париж
«Белые розы», 1875
«Астры и фрукты на столе»
«Розы в вазе I»
«Даная»
«Le Soir»
«Рассвет и ночь»
«Автопортрет», 1860
«Автопортрет», 1860