- Em fevereiro de dois mil e vinte e quatro, aos dezessete anos, João Fonseca venceu Arthur Fils por 6/0 6/4 no Rio Open, e depois derrotou Cristian Garín por 6/4 6/4, alcançando a inédita semifinal de um brasileiro na Era Aberta.
- Um mês depois disputou a primeira final de Challenger, em Assunção, mas foi derrotado pelo paulista Gustavo Heide.
- Em abril, chegou às quartas de final de um ATP em Bucareste, caindo diante do chileno Alejandro Tabilo.
- Ainda em dois mil e vinte e quatro, fez sua estreia em Masters 1000 em Madri e venceu Alex Michelsen; em Lexington, venceu o primeiro de seus três Challengers na quadra rápida.
- No fim de vinte e quatro, terminou o ano campeão invicto do NextGen Finals, em Riyadh, atingiu a 145.ª posição no ranking e tentou o US Open, mas ficou fora após a qualifying.
João Fonseca, tenista brasileiro de 17 anos em fevereiro de 2024, despontou no Rio Open ao vencer as duas primeiras partidas de um ATP na carreira, no Jockey Club. O feito aconteceu dez anos após o Kid’s Day, que marcou sua relação com o torneio desde a infância.
Em fevereiro de 2024, Fonseca venceu Arthur Fils por 6/0, 6/4, avançando para uma semifinal de ATP, um feito inédito entre brasileiros na Era Aberta aos 17 anos. Em seguida, derrotou Cristian Garin por 6/4, 6/4, porém caiu nas quartas para Mariano Navone em três sets.
A derrota nas quartas encerrou a campanha no Rio Open, mas o aprendizado abriu portas para a sequência da temporada. O jovem ainda disputou a primeira final de Challenger em Assunção, perdendo para Gustavo Heide, em abril. No mesmo mês, avançou às quartas de final de um ATP em Bucareste, eliminando Tabilo antes de ser eliminado pelo mesmo atleta.
Consolidação da temporada
Logo após, Fonseca estreou em Masters 1000 em Madri, vencendo Alex Michelsen. Em agosto, atuou em Lexington e venceu o primeiro de seus três Challengers na quadra rápida americana, ao superar Li Tu na decisão.
No fim de 2024, o carioca disputou Challengers, Copa Davis e tentou a vaga no US Open, onde caiu na terceira rodada do qualifying para Eliot Spizzirri. Mantendo o ritmo, encerrou o ciclo com o título invicto do NextGen Finals, em Riyadh, sendo o melhor entre os oito melhores sub-20 da temporada.
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