En 1945, junto con Julio Alpuy, Sergio de Castro y Jonio Montiel, viaja a Córdoba (Argentina), Perú y Bolivia para estudiar Arte Precolombino.
En Montevideo realiza varios murales, el Hipódromo de Las Piedras, el Consejo de Enseñanza Secundaria, la Colonia Saint Bois, el Restaurante Colombes y el Café Temerario (actualmente destruido).
En 1950 se va a Europa, y en 1951, después de vivir en Roma (Italia), viaja a Egipto, Sudán, Siria, Líbano, Jordania, Turquía y Grecia. En Siria trabaja en yacimientos arqueológicos dirigidos por Petrie Flinters. En 1953 estudia cerámica en La Moncloa, Madrid (España), conoce al escultor Jorge de Oteiza y continúa sus estudios de cerámica en el estudio Savigni de París (Francia).
En 1956, vuelve a Montevideo y en 1959 se va a vivir a New York (USA). En 1970 empieza a trabajar parte del año en Italia, cerca de Carrara, sobre grandes piezas del mármol. En 1975 viaja por la India.
Interviene en las exposiciones realizadas por el Taller Torres García y en la Exposición Uruguaya Retrospectiva y Contemporánea de Artes Plásticas de 1954 en el Museo Municipal Juan Manuel Blanes. Participó en exposiciones de Buenos Aires (Argentina), París (Francia), San Pablo (Brasil), New York y Portland (USA). En 1990 representa a Uruguay en la Bienal de Venecia (Italia). Algunas de sus obras en el exterior son: torre en concreto de 40 pies habitables para los Juegos Olímpicos de México en 1968; columna de mármol sin pulir para la Twentieth Century Found frente a sus oficinas (primera escultura en las aceras de New York). Fallece el 14 de junio de 1997, en su estudio de Pietra Santa (Italia).
Exposiciones individuales:
2008- "Gonzalo Fonseca - Sobre los Muros", Museo Nacional de Artes Visuales (Uruguay).
2003- "Gonzalo Fonseca", IVAM, Valencia (España).
1999- "Gonzalo Fonseca", Fundación César Manrique, Lanzarote (España).
1994- Mundos de Gonzalo Fonseca, Museo de Bellas Artes, Caracas (Venezuela).
1991- Gonzalo Fonseca: Sabbakhin Sculpture, Arnold Herstand, New York (USA).
1990- XLIV Bienal de Venecia, representante del Uruguay (Italia).