Maud Fontenoy est la fille de Marc Fontenoy, PDG d'un groupe immobilier (en 2015, il dirige 47 entreprises (47 mandats)) et de Chantal Franchino, ancienne pharmacienne.
Passionnée de voile très jeune, elle navigue toute sa jeunesse avec ses parents — sept jours après sa naissance, ses parents l'ont embarquée sur la goélette familiale pour quinze ans de navigation tout autour du monde. Elle suit la formation de l'école de voile des Glénans. Elle pratique aussi la natation et l'équitation. Impressionnée par la performance sportive de Gérard d'Aboville, qui est le premier Français à traverser l'océan Atlantique à la rame sens ouest-est, elle décide de se former à cette discipline.
Elle étudie le droit et travaille durant une époque comme agent immobilier.
En mai 2007, Maud Fontenoy devient la marraine officielle de la chaîne hôtelière Exclusive Hotels{{,}}, qui fusionne en 2011 avec Châteaux et Hôtels Collection.
En août 2007, Maud Fontenoy anime l'émission À contre courant sur Europe 1, tous les matins de 9 heures à 10 h 30.
En septembre 2007, chaque semaine, elle anime l'émission Terre-Mère sur LCI en compagnie Jean-Louis Caffier.
En 2008, elle est, avec Patrick Poivre d'Arvor, la marraine de la {{40e}} édition de la Course Croisière EDHEC (EDHEC Business School).
Le 30 juin 2008 à La Réunion, elle donne naissance à son premier enfant, dont le père est le photographe Thomas Vollaire. C'est un garçon prénommé Mahé, afin de rendre hommage au navigateur Bertrand-François Mahé de La Bourdonnais{{,}}.
Le 10 juin 2013 à Papeete (Tahiti), elle donne naissance à son deuxième enfant, une fille prénommée Hina.
Le 31 octobre 2014, elle donne naissance à son troisième enfant, un garçon nommé Loup, à Papeete.
Elle est membre du comité de parrainage de la Coordination française pour la Décennie de la culture de paix et de non-violence. Elle est proche de Nicolas Sarkozy.
Elle a également été vice-présidente du Conservatoire du littoral, de février 2008 à 2014.
Depuis le 5 juin 2009, Maud Fontenoy est porte-parole de l’UNESCO pour les océans{{,}}.
Nommée par Nicolas Sarkozy durant sa présidence, elle fait partie des « personnalités qualifiées » nommées au Conseil économique, social et environnemental français par le gouvernement français le {{date}}.
En juin 2015, elle est nommée déléguée à l'environnement du parti Les Républicains par Nicolas Sarkozy.
En décembre 2015, sa participation à un séminaire du cigarettier Philip Morris à Juan-les-Pins, en pleine Cop21, est remarquée par la presse.