- Em fevereiro de 2024, aos 17 anos, João Fonseca derrotou Arthur Fils por 6/0, 6/4 no Rio Open.
- Na sequência, venceu Cristian Garin por 6/4, 6/4, conquistando a segunda vitória de ATP na carreira.
- A derrota de Mariano Navone nas quartas impediu que o brasileiro alcançasse pela primeira vez uma semifinal no ATP, desde a Era Aberta.
- Em abril de 2024, Fonseca disputou a primeira final de Challenger em Assunção, mas caiu diante de Gustavo Heide.
- No fim de 2024, encerrou a temporada conquistando o NextGen Finals, em Riad, de forma invicta.
João Fonseca, promessa do tênis brasileiro, avançou de promissor a destaque do Rio Open. Aos 17 anos, no Rio de Janeiro, o jovem carioca venceu duas partidas de ATP pela primeira vez em fevereiro de 2024, marcando a história do torneio.
Naquele mês, Fonseca derrotou o francês Arthur Fils por 6/0 6/4, e depois superou o campeão de 2020, Cristian Garin, em sets duplos. A escalada parou nas quartas de final diante do argentino Mariano Navone, em partida disputada em Buenos Aires.
Em 2024, o jovem também disputou a primeira final de Challenger, em Assunção, perdendo para Gustavo Heide. Em abril, chegou às quartas de final do ATP em Bucareste, eliminado por Alejandro Tabilo, o mesmo tenista de Buenos Aires.
Ainda no mesmo mês, estreou em Masters 1000, vencendo Alex Michelsen em Madri. Em agosto, triunfou em Lexington, nos EUA, no primeiro de seus três Challengers disputados na quadra rápida.
Fonseca encerrou o ano disputando Challengers, a Copa Davis e a longa busca por vaga em Grand Slams. Não chegou a estrear no US Open, perdendo na terceira ronda do qualifying para Eliot Spizzirri.
Como 145º do ranking, o carioca fechou 2024 ao alcançar o título de forma invicta no NextGen Finals, em Riade, Arábia Saudita, uma competição que reúne os oito melhores sub-20 da temporada.
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