Originaire de Gleizé, Titouan Fontaine est issu d'une famille de cyclistes. Il est le fils de Vincent Fontaine, multiple champion régional du Lyonnais[1],[2]. Son grand-père et son arrière-grand-père ont également pratiqué ce sport en compétition[2]. Inspiré par ses aînés, il prend sa première licence au VC Villefranche Beaujolais, vers l'âge de douze ans. Dans les catégories de jeunes, il remporte diverses courses sur route, sur piste et en cyclo-cross. Il devient notamment champion régional à de multiples reprises[3].
Lors de la saison 2023, il se fait de nouveau remarquer au niveau international en remportant La Bernaudeau Junior. Il finit aussi deuxième du Trophée Centre Morbihan, tout en ayant remporté la première étape.
Grâce à ses performances, il passe professionnel en 2024 dans la réserve de la formation Groupama-FDJ[4],[5]. Ses débuts sont ponctués par de nombreux abandons. Il parvient tout de même à devenir champion de France de demi-fond[6].