Né à Mons le 1er octobre 1846, Léon Fontaine est issu d’une ancienne lignée de juristes. Son père, Émile Fontaine, est notaire et conseiller communal ; sa mère, Odile Letoret, vient d’une famille à la réussite financière remarquable au XIXe siècle. Hélas, elle décède prématurément à l’âge de 25 ans, laissant Léon orphelin de mère à seulement deux ans.
Il est vraisemblablement élevé par ses grands-parents maternels, tout en vivant avec son père, jusqu’à son décès en 1874. À 27 ans, Léon Fontaine rejoint définitivement ses grands-parents à Bruxelles. Son grand-père, Charles Letoret, médecin et industriel décoré pour son engagement en 1830, exerce une forte influence sur son parcours.