Tantôt milieu de terrain, tantôt attaquant, Thierry Fondelot a été international martiniquais. Il remporta la Shell Caribbean Cup 1993, lui permettant de disputer la Gold Cup 1993, une première pour la Martinique. Lors de cette compétition, il ne joua pas lors de la raclée infligée par le Mexique, puis joue en tant que remplaçant contre le Canada et inscrit un but à la , permettant d'obtenir le match nul (2-2). Grâce à cela, il a été titulaire lors du match suivant, mais la sélection est éliminée au premier tour. Il est ensuite finaliste de la Shell Caribbean Cup 1994, battu en finale par Trinité-et-Tobago, même s'il a inscrit un but. Il remporte la Coupe de l'Outre-Mer 2010 avec la sélection, sans pourtant marquer.