Nato a Rosario di Santa Fé nel 1899 da genitori italiani, dopo gli studi compiuti in Italia torna in Argentina e inizia a dedicarsi alla scultura, collaborando anche con il padre, scultore e architetto, alla realizzazione di monumenti funebri. Esordisce nel 1925 al Salòn des Belle Artes di Rosario presentando lo studio di un volto femminile. Nel 1927 si stabilisce a Milano e si iscrive all'Accademia di Brera, dove segue i corsi di Adolfo Wildt. Dopo le prime opere caratterizzate da un plasticismo mosso e vibrante, intorno al 1930 la sua ricerca mostra esiti del tutto inediti. Presente alla Biennale di Venezia del 1930, inizia a esporre regolarmente alla Galleria del Milione di Milano, dove tiene la sua prima personale nel 1931, curata da Edoardo Persico. Negli anni trenta si lega al gruppo degli astrattisti lombardi e al movimento internazionale Abstraction-Creàtion. Nel 1939 si trasferisce nuovamente in Argentina, dove nel 1946 pubblica il Manifesto blanco in cui getta le premesse dello spazialismo, che troverà pieno sviluppo dopo il ritorno in Italia nel 1947. Risale al dicembre di quell'anno il primo Manifesto dello spazialismo, sottoscritto da Giorgio Kaisserlian, Beniamino Joppolo e Milena Milani. Negli anni seguenti la poetica dello spazialismo si precisa in una serie di manifesti e dichiarazioni programmatiche e si concretizza a partire dalle opere che Fontana presenta alla Biennale del 1948 e alla Galleria del Naviglio nel 1949, dove il primo Ambiente spaziale mostra il superamento dei confini tra pittura, scultura e architettura per la conquista di quello che Fontana definisce "concetto spaziale dell'arte". In questa fase nascono i primi Buchi e il progetto del grande tubo di luce al neon presentato alla Triennale di Milano nel 1951. Negli anni seguenti la sua intensa attività espositiva culmina nella sala personale alla Biennale veneziana del 1958. L'anno seguente, alla Galleria del Milione, viene presentato il nuovo ciclo dei Tagli, in cui l'effrazione del supporto si compie con un gesto netto e preciso che schiude la tela a una dimensione spaziale infinita. Impostosi come uno dei maggiori protagonisti dell'arte contemporanea, l'artista seguita a sviluppare nuovi cicli di opere - le Nature, i Quanta, i Teatrini, la serie della Fine di Dio e gli Ambienti spaziali - in cui le sue idee trovano inclinazioni sempre nuove, fino alla morte avvenuta nel 1968. Tra le innumerevoli retrospettive e antologiche dedicate all'artista vanno ricordate le cinque mostre organizzate a Milano nel 1999 per la celebrazione del centenario dalla nascita, curate dai più autorevoli conoscitori della sua opera.