Star Trek W połowie lat 60. prowadziła sekretariat Gene’a Roddenbery’ego, początkowo w czasie produkcji stworzonego przez niego serialu The Lieutenant, a następnie w okresie prac nad nowym serialem science-fiction Star Trek (dziś znanym jako Star Trek: Seria oryginalna). Gdy po realizacji dwóch pilotów telewizja NBC zamówiła wreszcie pierwszy pełny sezon Star Treka, Roddenberry, wiedząc o próbach scenopisarskich Fontany, zaproponował jej miejsce wśród scenarzystów nowego serialu. W połowie pierwszego sezonu została awansowana na redaktorkę scenariusza (story editor), poprawiającą teksty innych autorów. Wśród odcinków, które Fontana napisała sama, znalazł się m.in. Babel, w którym po raz pierwszy pojawili się rodzice Spocka oraz ukazany został problem trudnych relacji wewnątrz jego rodziny, założonej przez przedstawicieli dwóch różnych planet i cywilizacji. Pierwszy odtwórca roli Spocka, Leonard Nimoy, uznał ją w swoich wspomnieniach za osobę szczególnie zasłużoną dla ubogacenia postaci Spocka i rozwinięcia w ramach uniwersum całej wolkańskiej kultury. Fontana zrezygnowała z etatowej pracy przy Star Treku po zakończeniu drugiego sezonu, ale jednocześnie zobowiązała się nadal pisywać scenariusze wybranych odcinków jako freelancerka.