Fonseca zadebiutował w reprezentacji Meksyku w październiku 2004 w meczu przeciwko Ekwadorowi, kiedy to dwukrotnie wpisał się na listę strzelców. W 2005 był podstawowym zawodnikiem podczas Pucharu Konfederacji w Niemczech, na którym zdobył dwie bramki, a jego zespół zajął 4. miejsce. W 2006 Ricardo Lavolpe powołał go również na Mistrzostwa Świata, jednak w podstawowym składzie miał występować faworyt trenera Guillermo Franco. Fonseca wszedł w pierwszym składzie dopiero w ostatnim meczu grupowym z Portugalią, w którym strzelił bramkę głową w pierwszej połowie.