Получил образование под руководством иезуитов; избрал юридическую карьеру, но после первой же неудачи отказался от неё и решил заняться литературой. Написал несколько пьес („Brutus“, „Bell?rophon“, „Endymion“ и др.), очень посредственных и не имевших успеха; в 1683 г. выпустил „Dialogues des morts“, в которых уже отразилось до известной степени его миросозерцание; три года спустя обратил на себя общее внимание рассуждением „Entretiens sur la pluralit? des mondes“ («Рассуждение о множественности миров»).
В 1691 г. Фонтенель был избран членом Французской академии. В 1708 г. напечатал один из лучших своих трудов, особенно по языку и манере изложения; „Eloges des acad?miciens“ (2 изд. 1719 г.).
Фонтенель дожил почти до ста лет и застал на закате своих дней совершенно иную эпоху — просветительный и философский век, одним из предшественников и провозвестников которого был он сам. Он посещал салоны г-жи Тансен, г-жи Жофрен и др., пользуясь уважением нового поколения. В „Entretiens sur la pluralit? des mondes“, a также в „Histoire des oracles“ (1687) очень ярко отразилось скептическое миросозерцание Фонтенеля, его убеждение в том, что все истины требуют проверки и солидных доказательств, его более чем холодное отношение к религии и всему, что с ней связано, отрицание всего чудесного и сверхъестественного, скрытые нападки на католицизм, облеченные в форму оценки языческих верований.
Эти особенности миросозерцания Фонтенеля всего более сближали его с философами XVIII века, которые могли видеть в нём раннего защитника рационализма и скептической философии. Как человек, Фонтенель отличался любезным, общительным, но холодным характером, ничем не увлекался, мог рассуждать в красивой и ясной форме о каких угодно вопросах, никогда не имел настоящих друзей, хотя у него было всегда много знакомых.
Избранный в члены Парижской академии наук, Фонтенель был непременным секретарем академии с 1699 по 1741 г.
Убеждённый картезианец, Фонтенель был более писателем-популяризатором, чем учёным. «Entretiens sur la pluralit ? des mondes» (П., 1686) в очень изящной и лёгкой форме разговоров, происходивших по вечерам под открытым небом между автором и маркизой, ранее ничего не слышавшей о предмете, излагают важнейшие сведения о земле, луне, планетах, неподвижных звёздах как о солнцах в среде собственных планетных систем. Автор нередко пользуется в своих объяснениях вихрями Декарта. Как популяризатор, он с особенным вниманием останавливается на интересном для светских людей вопросе об обитаемости других миров.
Вопрос этот решается им утвердительно как для Луны, так и для других планет: Меркурия, Венеры, Марса, Юпитера и Сатурна. Успех книга имела огромный: она переведена почти на все европейские языки и имела множество изданий во Франции, из которых особенно замечательным было вышедшее в 1800 г. с примечаниями Лаланда и затем перепечатанное в 1826 г. под заглавием «La pluralit? des mondes, pr?c?d? e de l’astronomie des dames par J. de Lalande» (2 изд. П.).
На русском языке книга Фонтенеля в переводе кн. Антиоха Кантемира, сделанном в 1730 г., появилась в печати в 1740 г. под заглавием «Разговоры о множестве миров господина Фонтенеля парижской академии наук секретаря» (218 стр., СПб.). Переводчик присоединил от себя предисловие и примечания. Третье издание того же перевода вышло в 1802 г. В 1802 г. вышел в Москве новый перевод кн. Е. А. Трубецкой.
В начале XIX века, когда слава и распространенность сочинения Фонтенеля уже приходили к концу, появилась согласованная с новейшими на тот момент успехами астрономии попытка его продолжения H. Favre, «Fontenelle et la Marquise de G. dans les mondes» (Женева, 1821).
В его честь назван кратер на Луне.
Из многочисленных других общедоступных сочинений Фонтенеля, появлявшихся в разных журналах и сборниках, на русский язык были переведены «Разговор в царстве мертвых. Артемизия и Раймунд Луллий» («Сочинения и переводы», май, 1758, стр. 487—493) и «Оставшиеся письма Ф. и доктора Юнга» («Новые ежемесячные сочинения», часть LXIX, март, 1792, стр. 83—102).
Строго научные сочинения Фонтенеля:
В первом из этих сочинений содержатся очень интересные рассуждения о возможности измерения и сравнения между собой бесконечно больших величин. Он написал и напечатал:
Из академических похвальных речей, произнесенных Фонтенелем, особенно замечательными были
Сочинения Фонтенеля были изданы в 1758 г. (11 т.), и переизданы в 1790 г. с примечаниями.