Figlio di Tommaso e di Teresa Barbarossa, nacque a Monte San Pietrangeli (FM) il 29 marzo 1827. Nel 1838 iniziò la sua formazione artistica nel liceo di Macerata sotto la guida di Gaetano Ferri, professore di ornato e disegno architettonico. Tre anni più tardi si spostò a Fermo, dove Gaetano Palmaroli, allievo di Tommaso Minardi, stava decorando il palazzo Vinci. Intorno al 1843 Fontana decise di andare a Roma presso lo studio del Minardi. A Roma frequentò l’Accademia di S. Luca, dove alla fine dell’anno scolastico ottenne il primo premio in pittura e plastica. Nel 1845 espose le sue prime opere di grafica e scultura nel palazzo comunale di Fermo in occasione di una mostra collettiva. Nel 1849 eseguì, su commissione del conte Bonafede, una copia fedele della Crocefissione di L. Lotto nella chiesa di S. Maria in Telusiano a Monte San Giusto (attualmente conservata nella collezione Bianchi Amici a Porto San Giorgio). Dipinse anche la sua prima opera di soggetto storico, un affresco raffigurante Mons. Nicolò Bonafede che riceve il disegno del suo palazzo da L. Lotto. Tornato nuovamente a Roma, presso Minardi, rimase fino alla morte del maestro. Nel 1850 espose a Roma un quadro di storia raffigurante Orazio Brancadoro spedito da Carlo V all’assalto di Ratisbona (Sant’Elpidio a Mare, Villa Brancadoro) commissionato dal conte Brancadoro.
Nel 1858 fu incaricato dalla commissione capitolare, della decorazione della chiesa dei Ss. Lorenzo e Biagio a Monte San Pietrangeli: il progetto originario prevedeva l’esecuzione entro sei anni degli affreschi dell’abside e del presbiterio (Incoronazione della Vergine, Martirio di s. Lorenzo, Gloria di s. Lorenzo, I quattro dottori della Chiesa, Le Sibille, S. Michele Arcangelo), ma venne in seguito ampliato con una serie di pale d’altare (L’Assunta e s. Lorenzo sull’altare maggiore, S. Anna e la Vergine, l’Ultima Cena sull’altare del Sacramento), pitture su vetro, sculture (S. Biagio e il busto di D. Benedetto Matricardi). I lavori proseguirono fino ai suoi ultimi anni di vita.
A Roma eseguì l’affresco La caduta degli angeli sulla volta della chiesa di S. Angelo in Pescheria, già commissionato al Minardi e, alla morte del maestro, aprì uno studio in un appartamento attiguo in palazzo Doria. Nel 1896 tornò definitivamente a Monte San Pietrangeli. Nel 1876 scolpì il Monumento al Minardi nel cimitero del Verano, dove sono presenti altre sue sculture (L’angelo della pace, monumento funebre Coccavari; La Speranza, monumento funebre Gendre).
Della produzione ritrattistica resta attualmente solo L’autoritratto (Roma, Accademia di S. Luca) ma il suo successo fu legato alla committenza ecclesiastica: il pittore eseguiva la “decorazione globale” con varie tecniche (affresco, pittura a olio, sculture e decorazioni in stucco, vetrate), secondo uno stile eclettico ispirato al modello raffaellesco, alla pittura veneta del Cinquecento e al Seicento romano. Il linguaggio rassicurante era facilmente adattabile dalla capitale ai paesi più sperduti.
A Roma la prima commissione fu nella basilica dei Ss. Apostoli dove, dal 1865 al 1896, eseguì gli affreschi per i pennacchi della volta (i Quattro evangelisti), del presbiterio (i Dottori della Chiesa greca e latina), delle pareti della navata centrale (gli Apostoli, S. Giovanni Battista nel deserto e Le stimmate di s. Francesco), oltre agli Angeli reggistemma in stucco sull’arco trionfale e alla decorazione ad affresco e stucchi delle cappelle di S Giuseppe da Copertino e di S. Francesco (quest’ultima commissionata dal principe Colonna). Fra il 1880 e il 1883 eseguì la decorazione delle pareti della navata centrale della chiesa di S. Lorenzo in Damaso, con un doppio ordine di affreschi raffiguranti episodi della storia della Chiesa (Incontro di s. Lorenzo con papa Sisto, S. Lorenzo che distribuisce l’elemosina. Martirio di s. Lorenzo, La consacrazione della chiesa di S. Lorenzo, S. Damaso riceve una delegazione di orientali). Dell’ultimo episodio esiste un bozzetto ad olio nella Pinacoteca di Ascoli Piceno, donato nel 1934 dal nipote dell’artista. Per la stessa chiesa Fontana eseguì anche la scultura in stucco di S. Francesco Saverio e l’urna del Cardinale Luigi Amat. Nella basilica di San Giovanni in Laterano eseguì la Natività e la Presentazione al tempio per la cappella del Crocefisso.
Fontana lavorò, in misura limitata, in edifici di destinazione civile: a palazzo Spada eseguì dipinti nella sala di Pompeo; nel ministero delle Finanze le statue dei Dieci ministeri; sul portone del ministero omonimo, il gruppo in stucco dell’Agricoltura, Industria e Commercio e quello dell’ingresso di palazzo Marignoli in piazza S. Silvestro. Notevole fu anche l’attività nel restauro e nella decorazione di facciate di palazzi rinascimentali: palazzo Massimo, palazzo Ricci a via Monserrato, casa Mascetti in piazza S. Pietro. Il più interessante esempio rimane la decorazione ad affresco con le figure allegoriche di Medicina, Botanica, Fisica, e Chimica e i ritratti di Galeno, Ippocrate, Linneo e A. Volta, sulla facciata di palazzo Sinimberghi a via Condotti.
Nel Lazio, l’opera più importante fu il progetto decorativo per la cattedrale dedicata a S. Margherita a Montefiascone, al quale egli lavorò dal 1888 al 1893: gli affreschi dell’abside (Gesù Redentore, quattro Storie bibliche, la Carità e la Fede); la cupola; le pareti sovrastanti i finestroni della navata; la seconda cappella a sinistra (entro due riquadri centinati Visioni di s. Margherita Alacoque); le statue degli Evangelisti, degli Apostoli e otto Angeli. Un bozzetto dell’intero progetto decorativo è conservato nell’Archivio capitolare di Montefiascone.
Altri lavori nel Lazio vanno ricordati: a Genazzano (nella chiesa della Madonna del Buon Consiglio, l’Incoronazione della Vergine; nel camposanto la scultura policroma di Cristo); a Tivoli gli affreschi della cupola e la pala con S. Sinforosa e i suoi sette figli; a Grotte di Castro (nella cattedrale, gli affreschi della crociera e dei pennacchi della cupola, la lunetta sopra la porta della sacrestia, le statue delle Quattro Virtù cardinali; nella chiesa di S. Pietro, i due affreschi con S. Pietro che guarisce lo storpio e S. Paolo che predica all’areopago); a Marino (nella chiesa di San Barnaba la volta della cappella di S. Antonio Abate e quella del coro); a Sutri (affreschi e tele nella cattedrale La morte della Vergine, l’Incoronazione della Vergine, S. Paolo della Croce, S. Eusebio primo vescovo di Sutri, S. Felice prete, S. Dolcissima, S. Ireneo, i Quattro evangelisti, S. Pietro che consacra vescovo s. Romolo, S. Pio V che vede lontano la vittoria di Lepanto; oltre alla statua di S. Pio V); a Bassano di Sutri l’affresco di S. Filippo in gloria nella cattedrale; a Capranica (nella cappella del Crocifisso L’invenzione della Croce e L’apparizione della Croce a Costantino); a Ostia le vetrate dipinte della basilica; a Frascati l’affresco per la facciata del camposanto; a Poggio Mirteto i graffiti dipinti del villino Vizzica.
La produzione artistica di Fontana fu ricca nelle Marche: nella cattedrale di Montalto delle Marche (Ascoli Piceno), eseguì gli affreschi dell’abside (Ss. Trinità), della volta e della cupola (Storie bibliche e Profeti), delle pareti laterali del presbiterio (Natività e la Morte della Vergine), e le sculture Vergine Assunta, Salomone, David.
Nel 1884 nella chiesa della Madonna del Rosario a Grottazzolina (Ascoli Piceno), affrescò l’Ultima Cena, la Lavanda dei piedi e La consegna delle chiavi, l’Annunciazione, sulla volta la Fede, la Speranza, la Carità; eseguì le pale d’altare della Madonna del Rosario e s.Domenico, S. Antonio Abate, S. Vincenzo Ferreri, S. Luigi Gonzaga e le sculture degli Evangelisti. A Fermo si trovano tele e sculture nella cattedrale, nel palazzo e nel seminario arcivescovili (Sacro Cuore, S. Girolamo, S. Francesco d’Assisi, S. Alfonso de’ Liguori, Sacra Famiglia), nella chiesa di S. Filippo (S. Giuseppe), in quella dell’Angelo Custode (pala dell’altar maggiore, statua della Vergine del Sacro Cuore), della Pietà (Ss. Girolamo e Francesco d’Assisi, 1893), di S. Maria di Capodarco (Le stimmate di s. Francesco, 1905). Di soggetto profano, sempre a Fermo, è la tempera La notte e i sogni nella volta di una sala di palazzo Bernetti-Evangelista, dove Fontana dipinse anche la tela con Il card. Filippo De Angelis che assiste negli ultimi momenti il card. Tommaso Bernetti.
A Tolentino sono conservate numerose opere che ne testimoniano l’evoluzione artistica fin dalla metà del secolo: La visione di Ezechiele, libera copia da Raffaello, nella cupola del santuario di S. Nicola; l’affresco dell’abside e delle lunette del presbiterio e del coro con Storie di s. Nicola. Altre opere di tema sacro a Tolentino sono nella cattedrale (cappella di S. Catervo), nella chiesa del Sacro Cuore e nella cappella di palazzo Morici. Negli stessi anni ricevette l’incarico dalla commissione municipale di decorare due sale di rappresentanza nel palazzo comunale e il teatro Vaccaj, per il quale curò il progetto del plafond (Ritratto di Nicola Vaccaj, Geni, Apollo e le Muse), del foyer e del sipario (Francesco Filelfo letterato, Niccolò Mauruzi guerriero), eseguiti però da altri.
L’attività marchigiana comprende: la decorazione della collegiata di S. Lucia a Montefiore dell’Aso (gli Evangelisti; quattro pale d’altare con Storie di s. Lucia); i dipinti murali delle absidi della cattedrale e della chiesa di S. Patrizio a Campofilone; numerose opere a Grottammare (chiesa di S. Pio V, Madonna di Pompei); a Ripatransone (cattedrale, Madonna di Loreto e quattro statue in gesso); a Monterubbiano (Sacro Cuore); a Montegiorgio (collegiata, La Madonna, S. Giovanni Evangelista; chiesa dei Cappuccini, L’Annunciazione; chiesa di S. Nicolò, S. Marone martire); a Montegranaro (chiesa dei cappuccini, L’apparizione della Madonna e S. Serafino); a Monte Urano (Madonna del Rosario con i ss. Domenico e Caterina da Siena); a Sant’Elpidio a Mare (chiesa delle benedettine, Sacro Cuore, Madonna coi ss. Benedetto e Giovanni Battista; chiesa di S. Francesco, S. Gaetano da Thiene, S. Antonio da Padova); a Comunanza (cappella di villa Pascali); a Fabriano (scultura in bronzo di S. Giovanni Battista); a Macerata (cattedrale, Sacro Cuore; chiesa S. Giuliano, statue di S. Bernardo e S. Alfonso de’ Liguon); a Recanati (chiesa di S. Domenico); a Mogliano (teatro; chiesa di S. Gregorio, tela con il Sacro Cuore di Gesù e i ss. Francesco d’Assisi e Margherita Alacoque); a Loro Piceno (cattedrale, Immacolata); a Sant’Angelo in Pontano (cattedrale, S. Nicola in gloria, 1895); a Petriolo (cattedrale, tela con i Ss. Marco e Martino, 1908); a Ostra (cattedrale, Sacro Cuore); a Osimo (villa Carradori, decorazioni a graffito).
Il pittore eseguì commissioni anche al di fuori della sua abituale area di attività: a Comacchio (Gesù Redentore); a Forlì (cappella delle sacramentine, commissionata dal cardinale D. Stampa); all’Aquila (cappella dell’episcopio); ad Amelia (cattedrale, affreschi della volta, dell’abside, del tamburo della cupola, della cappella della Madonna con Storie della Vergine e di s. Fermina, datati 1897; le tele con S. Cecilia, S. Maria Maddalena, S. Camillo de Leffis, Le stimmate di s. Francesco nelle cappelle laterali; statue in stucco dei Dottori della Chiesa). Ha anche scolpito una statua in argento massiccio di San Filippo d’Agira a Zebbug (Malta): usata per cortei processionali è conservata nella chiesa parrocchiale.
Luigi Fontana ebbe molti allievi e molti onori: onorificenza di cavaliere e commendatore della Corona d’Italia e di commendatore dell’Ordine di S. Gregorio Magno. Morì a Monte San Pietrangeli il 27 dic. 1908.