Okazja do zostania asystentem reżysera przyszła wraz z inscenizacją powieści Louis-Ferdinanda Céline’a Podróż do kresu nocy w teatrze Renaud-Barrault w 1986 roku, gdzie poznała swojego przyszłego męża, producenta filmowego Philippe Carcassonne.
Pierwszy projekt Fontaine jako samodzielnej reżyserki, Les Histoires d’amour finissent mal... en général, zdobył Nagrodę im. Jeana Vigo w 1993 roku. W 1995 roku współpracowała ze swoim bratem przy komedii Augustin. Dwa lata później napisała i wyreżyserowała udany film Pranie chemiczne (Nettoyage à Sec), który zdobył Złotą Osellę za najlepszy scenariusz na Festiwalu Filmowym w Wenecji w 1997 roku.
W 1999 roku postać Augustina powróciła w filmie Fontaine Augustin, król kung-fu. Film Jak zabiłem mojego ojca został wydany w 2001 roku, a Nathalie... w 2003 roku. Film z 2005 roku W jej rękach był powszechnie określany jako thriller. Trzeci film o Augustinie, Nouvelle chance, został wydany w 2006 roku. Następnie powstał Dziewczyna z Monako w 2008 roku oraz film biograficzny o Coco Chanel, Coco Chanel, w 2009 roku.