Nato in Francia da genitori argentini e francesi, cresce a Cordova, Argentina. Ha iniziato il karting nel 2006 all'età di sette anni, partecipando a eventi in Francia e Argentina[1].
Nel 2015, Fenestraz passa alle corse in monoposto. Ha partecipato al Campionato francese di Formula 4, dove ha ottenuto tre vittorie e undici vittorie juniores. Di conseguenza, finì come campione junior f4 e vice-campione in classifica generale[2].
Nel 2016, Fenestraz è passato alla Formula Renault 2.0 con il team Tech 1 Racing. Ha conquistato la sua prima pole position alla gara di Monaco, dopo l'esclusione dell'ex pole Lando Norris[3], successivamente ha conquistato la sua prima vittoria in gara[4]. Si ripete vincendo nella gara di Estoril[5], per finire quinto in classifica generale[6].
Nel 2017 firma con il team Josef Kaufmann Racing[7], vince sette gare e termina altre undici volte a podio che lo portano a vincere il campionato davanti a Robert Shwartzman ed entra nella Renault Sport Academy[8].
Formula 3
Fenestraz con il team Josef Kaufmann Racing nel 2017
Nel settembre 2017, Fenestraz si è unito al Carlin per l'ottavo turno al Nürburgring del campionato di Formula 3 europea[9]. Nel 2018, viene scelto dalla squadra a tempo pieno nella categoria. Ottiene la sua prima vittoria della stagione durante la seconda gara a Pau. Finisce la stagione al undicesimo posto, conquistando altri due podi. Sempre con il team britannico partecipa al Gran Premio di Macao, la gara viene vinta da Daniel Ticktum e Fenestraz conclude al terzo posto[10].
Dopo aver perso il suo sostegno dalla Renault, nel 2019 passa alla F3 giapponese con il team B-Max Racing supportato da Motopark[12]. Combattendo per tutta la stagione con il pilota giapponese, Ritomo Miyata. Fenestraz ha ottenuto otto vittorie e si è assicurato il titolo a Motegi, diventando così il primo pilota esordiente a vincere il titolo da Nick Cassidy nel 2015[13].
Super GT
Oltre alla sua campagna di Formula 3, Fenestraz partecipa nel 2019 al campionato Super GT nella classe GT300 con Kondō Racing, finendo sesto assoluto[14]. L'anno seguente, Fenestraz passa alla classe GT500, sostituendo Kazuki Nakajima al team Tom's a guida della Lexus[15]. Conquista quattro podi e conclude quarto in campionato[16].
Rimasto senza sedile in FE, nel 2025 torna nel Super GT guidando per la Toyota[17].
Super Formula
Nel 2020, Fenestraz è passato alla Super Formula con Kondō Racing[18], ed ottiene un ottimo terzo posto sul Circuito di Motegi, la sua prima gara nella categoria. Nel resto della stagione non si ripete e chiude 13º in classifica. Nella stagione 2021 doveva partecipare al campionato ma causa la pandemia covid è costretto a saltare gran parte della stagione, riesce a partecipare a solo le ultime due gare.
Nel 2022 viene comunque confermato dal team Kondō Racing motorizzato dalla Toyota[19]. Nella gara d'esordio al Fuji conquista il suo secondo podio nella categoria chiudendo terzo dietro a Ryo Hirakawa e Tomoki Nojiri. Ottiene un altro podio ad Autopolis e sul Circuito di Sugo ottiene la sua prima vittoria[20]. Nel resto della stagione ottiene un altro secondo posto a Motegi ed chiude secondo dietro Tomoki Nojiri nella classifica piloti.
Formula E
Nel febbraio 2020, Fenestraz viene scelto per i test rookie a Marrakech dal team Jaguar Racing[21]. Nel test, ha stabilito il quarto tempo più veloce della sessione mattutina e ha terminato decimo assoluto nella sessione pomeridiana e nella classifica generale. L'anno seguente è stato nominato pilota di riserva della Jaguar per l'apertura della stagione 2021 a Riyadh[22].
Fenestraz viene chiamato dal team Dragon / Penske Autosport per sostituire l'infortunato Antonio Giovinazzi nel ultimo round della stagione, E-Prix di Seoul[23]. Per la stagione 2023 il francese viene ingaggiato insieme a Norman Nato dal team Nissan e.dams[24]. Nell'E-Prix di Città del Capo, quinto round della stagione, ottiene la sua prima Pole position nella serie[25], ma in gara non concretizza e chiude fuori dei punti. Dopo altri tre risultati negativi, ottiene un ottimo quarto posto nell'E-Prix di Monaco dopo essere partito dl secondo posto[26]. Il pilota francese si ritrova a ridosso del podio anche nella seconda corsa dell'E-Prix di Giacarta. A fine stagione chiude sedicesimo in classifica con trentadue punti conquistati
Fenestraz viene confermato dal team nipponico anche per la stagione 2024 al fianco di Oliver Rowland[27]. Mentre il suo compagno di team riesce a sfruttarne appieno il potenziale della vettura, Fenestraz fatica a raggiungere con costanza la zona punti. Chiude la stagione al 17º con 26 punti iridati, meno di un sesto dei punti conquistati da Rowland[28]. L'anno seguente non viene confermato dal team che sceglie al suo posto Norman Nato[29].
Ritorno in Super Formula
Rimasto senza sedile in Formula E, nel 2025 ritorna nella Super Formula correndo per il team Vantelin Team TOM’S[30].
