Quant à la chapelle du château, elle date du XIII^ème siècle et fut probablement élevée par Nicolas, seigneur de Fontaine et évêque de Cambrai. Ce monument très vaste pour une chapelle castrale, est fort gracieux ; il se termine par un petit chœur à nervures élégantes éclairé par trois fenêtres et reçoit encore le jour, à gauche de l’autel, par deux fenêtres correspondantes, fermées à moitié au XVIII^ème siècle, rouvertes aujourd’hui. À droite, on distingue parfaitement de l’intérieur les traces de deux fenêtres correspondantes, bouchées lorsque, postérieurement, on éleva des bâtiment contre les murs de la chapelle.

C’est de 1672 à 1678, pendant les rénovations que la façade prit sa figure actuelle de style Louis XIV et que l’on décora des armoiries de la famille de Rodoan, toujours visibles.

À la fin du XVIII^ème siècle, la chapelle fut transformée en salle de bal et afin de régulariser la salle, on cloisonna le chœur. Ensuite, on y éleva une cheminée décorée avec des blasons des seigneurs de Fontaine ainsi que ceux des familles alliées. Quant à la cloche qui était restée, elle fut enlevée, à la Révolution française, par les armées françaises et emmenée à Mons. La chapelle castrale de Fontaine constituait un bénéfice dont le titulaire percevait des dîmes et jouissait de plusieurs rentes, exempté de maltôtes. Parmi les chapelains castraux faisaient partie Maître Thierry Gharet, cité en 1559, ainsi que Jean Deschamps qui légua, en 1625, au seigneur, un certain nombre d’objets. Elle fut rendue au culte en 1872.

La chapelle n’a plus changé de visage, elle se transforme de temps à autre en musée local. Elle est utilisée actuellement comme église paroissiale, l’église Saint-Christophe étant inutilisable.