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Le nom de la localité est attesté sous les formes Fontanetum en 1284 (cartulaire blanc de Saint-Denis), Fontanis castrum en 1315 (charte de Louis le Hutin), Fontenay-en-Vexin en 1867 (ann. judic.)[2].
Un décret du , paru au journal officiel du , modifie le nom de la commune qui devient officiellement Fontenay-en-Vexin[3].
L'évolution du nombre d'habitants est connue à travers les recensements de la population effectués dans la commune depuis 1793. À partir du , les populations légales des communes sont publiées annuellement dans le cadre d'un recensement qui repose désormais sur une collecte d'information annuelle, concernant successivement tous les territoires communaux au cours d'une période de cinq ans.
Pour les communes de moins de 10 000 habitants, une enquête de recensement portant sur toute la population est réalisée tous les cinq ans, les populations légales des années intermédiaires étant quant à elles estimées par interpolation ou extrapolation[4]. Pour la commune, le premier recensement exhaustif entrant dans le cadre du nouveau dispositif a été réalisé en 2005[5],[Note 1].
En 2013, la commune comptait 309 habitants, en évolution de −3,13 % par rapport à 2008 (Eure : +2,66 %, France hors Mayotte : +2,49 %).
Château de Beauregard [9]. Au XVIIe siècle, il fut le lieu de naissance et de villégiature de Guillaume Amfrye de Chaulieu, poète libertin et courtisan français; puis la résidence du comte Léon de Laborde, homme politique et archéologue du Second Empire, qui y mourut en 1869. Le château fut occupé et saccagé par les Prussiens en 1870[10], puis par les Allemands pendant la Seconde Guerre mondiale. Cette propriété privée appartient actuellement à la famille Icard.
L’ensemble formé par l’église, le cimetière, l’immeuble bâti donnant sur le chemin Grande Communication no 9 et sis sur la parcelle no 1056 section A, ainsi que le chemin de Grande Communication no 9 au droit desdites parcelles, Site inscrit (1943)[11]
Léon de Laborde (1807-1869), historien et homme politique français, qui fut maire de Fontenay sous le Second Empire et mourut au château de Beauregard.
↑Par convention dans Wikipédia, le principe a été retenu de n’afficher dans le tableau des recensements et le graphique, pour les populations légales postérieures à 1999, que les populations correspondant à une enquête exhaustive de recensement pour les communes de moins de 10 000 habitants, et que les populations des années 2006, 2011, 2016, etc. pour les communes de plus de 10 000 habitants, ainsi que la dernière population légale publiée par l’Insee pour l'ensemble des communes.