Bei den Europameisterschaften 2021 in Lissabon belegte Fonseca den siebten Platz. Anderthalb Monate später fanden in Budapest die Weltmeisterschaften 2021 statt. Fonseca besiegte im Viertelfinale den Georgier Ilia Sulamanidse und im Halbfinale den Niederländer Michael Korrel. Im Finale bezwang er den Serben Aleksandar Kukolj und gewann seinen zweiten Weltmeistertitel. Bei den Olympischen Spielen in Tokio bezwang er im Viertelfinale erneut den Russen Nijas Iljassow. Nach einer Halbfinalniederlage gegen den Südkoreaner Cho Gu-ham gewann Fonseca den Kampf um eine Bronzemedaille gegen den Kanadier Shady El Nahas.