Będąc w Paryżu w 1936 roku, fotograf Willy Maywald zobaczył ją w windzie i poprosił ją, aby modelowała dla niego kapelusze.[8] Zdjęcia zostały następnie przesłane do Vogue`a, a fotograf Horst P. Horst zrobił jej kilka zdjęć testowych. W lipcu 1939 roku ukazała się w niemieckim tygodniku ilustrowanym Der Stern, a jej zdjęcia wykonał także André Steiner. Zanim Fonssagrives przyjechała do Stanów Zjednoczonych w 1939 roku, była już topową modelką. Jej wizerunek pojawił się na okładkach wielu magazynów w latach trzydziestych, czterdziestych i pięćdziesiątych XX wieku, w tym Town & Country, Life, Time, Vogue i oryginalnego Vanity Fair. Według doniesień jest „najwyżej opłacaną, najbardziej chwaloną modelką w branży”. Fonssagrives współpracował z wieloma znanymi fotografami mody, w tym z Georgem Hoyningen-Huene, Man Rayem, Erwinem Blumenfeldem, Georgem Plattem Lynesem, Richardem Avedonem i Edgarem de Evią. W 1935 roku wyszła za mąż za paryskiego fotografa Fernanda Fonssagrivesa, rozwiedli się w 1949 roku. W 1950 roku wyszła za mąż za amerykańskiego fotografa Irvinga Penna i została jego muzą. Po zakończeniu kariery modelki zaprojektowała linię odzieży rekreacyjnej dla Lord & Taylor. W latach 60. XX wieku została rzeźbiarką i była reprezentowana przez Marlborough Gallery na Manhattanie.