Художественное образование он получил сначала у своего отца Жана-Теодора Фантен-Латура, а затем у Ораса Лекока де Буабодрана. С 1854 года Фантен-Латур учился в школе изящных искусств в Париже. В 1859 году он познакомился с Гюставом Курбе, в ателье которого он работал последующие два года. К 1863 году он принадлежит к числу художников, чьи работы были представлены одновременно на Парижском салоне и Салоне отверженных.

Хотя его современниками и были импрессионисты, он придерживался стиля, близкого к реализму. Фантен-Латур известен своими цветочными натюрмортами и групповыми портретами современных ему парижских художников и писателей, друзьями которых он был. К ним принадлежат «В честь Делакруа», «Ателье в Батиньоле» и «Le Coin de table». Значительно его влияние на символизм. Помимо прочего он также известен как литограф своими работами, изображающими известных классических музыкантов.