Elève de Prospero Minghetti et Vincenzo Cranevali en Italie, Antonio Fontanesi, après voir travaillé sur des décors de théatre, il part en 1850 à Genève et y peint des paysages. Dans les années 1860, il revient à Florence où il travaille avec son ami Cristiano Banti et dans les années 1870 il s'installe à Turin où une chaire de professeur de peinture de paysage est crée pour lui. Il reste à l'Académie Albertina de Turin entre 1869 et 1876. Carlo Follini y est notamment son élève. En 1876 la première Ecole d'art officiel ouvre au Japon et le gouvernement italien envoie trois artistes à Tokyo pour aider à l'enseignement, notamment Antonio Fontanesi pour le dessin. Asai Chū et Yamamoto Hosui sont notamment ses élèves.
Les paysages dessinés de Fontanesi sont d'une précision et d'une finesse remarquables, d'autant plus qu'il réalisa souvent de petits formats. Généralement au crayon, sa technique miniaturiste sait rendre de nombreux effets notamment les variations atmosphériques avec une influence revendiquée des peintres français Corot et de Millet, mais aussi des ambiances remplies de sentiments notamment une certaine mélancolie toute romantique et des accents merveilleux de la lumière. Antonio Fontanesi est un des plus grands peintres romantiques italiens avec sans doute Giovanni Carnovali.