Odoardo Fantacchiotti entrò nel 1820 all'Accademia di belle arti di Firenze, studiando prima con Stefano Ricci, successivamente con Aristodemo Costoli. Nel 1837 eseguì il busto di Penelope Bourbon di Petrella Tommasi (Cortona, S. Francesco) e nel 1839 espose all'Accademia la Strage degli innocenti. Nel 1840 fu nominato professore presso l'Accademia di belle arti di Firenze e da questa data iniziarono le commissioni pubbliche: per il portico degli Uffizi eseguì le statue del Boccaccio (1837-43) e dell'Accorso (1846-52); per la tribuna di Galileo scolpì il medaglione di Francesco Redi (1840-41) e il busto di Ferdinando II de' Medici (1842). Alla decorazione del portico degli Uffizi è legata anche la statua di Sallustio Bandini (1847-53) che il committente Cosimo Ridolfi donò all'Accademia dei Georgofili.
Negli anni Quaranta Fantacchiotti fu partecipe della cultura purista, alimentata a Firenze dall'insegnamento di Lorenzo Bartolini, che fu la fonte di ispirazione per i ritratti di Laura Orlandini Rucellai (1842-46) e per busti femminili ideali. Nel 1841 ebbe l'incarico per il monumento a Raffaello Morghen, collocato in Santa Croce nel 1855. Attorno al 1847 eseguì il monumento funebre di Vincenzo Peruzzi, per la cappella di famiglia in Santa Croce. Nel 1850 fu scelto dal Municipio di Faenza per eseguire il monumento a Dionigi Strocchi, nella cattedrale di quella città. Contemporaneamente eseguiva il monumento alla memoria di Michele Giuntini in San Giuseppe a Firenze, comprendente la statua dell'Angelo della religione, di cui una replica in gesso fu donata dagli eredi Giuntini al cimitero della Misericordia di Pinti a Firenze, insieme con un pendant in marmo raffigurante l'Angelo del giudizio.
Con il 1858 superò la fase purista e compì le tre opere più importanti della sua carriera, maturando una forma più piena e classica, tesa ad esaltare concetti elevati attraverso la bellezza e la grazia: Eva tentata dal serpente, Musidora, e il monumento funebre di Luisa Teresa Spence (Fiesole, cimitero, cappella Spence). Queste opere ottennero un buon successo di pubblico all'Esposizione italiana di Firenze del 1861, a quella di Londra nel 1862 e a Parigi nel 1867, e gli procurarono la medaglia al merito nel 1861 e la croce al merito del re di Portogallo nel 1867.
Dal Governo Provvisorio della Toscana ebbe nel 1860 l'incarico per il monumento a Neri Corsini in Santa Croce; contemporaneamente eseguì il monumento a Luigi Cherubini (Santa Croce), la Speranza per la tomba di S. R. Routh nel cimitero degli Inglesi a Firenze e la Legge per il monumento a Vincenzo Salvagnoli (1861-73), nel Camposanto di Pisa. Alle esposizioni inviò un Ganimede rapito dall'aquila di Giove, 1867, e il gruppo di Amore e Fedeltà, 1861.
Eugenio, principe di Carignano, nel 1868 gli commissionò il busto di Margherita di Savoia. Altri busti risalenti a questo periodo sono il ritratto di Elisabetta Ricasoli, 1865, castello di Brolio, di Paolina Mugnaini Lombardi, 1869, Firenze, cimitero delle Porte Sante, e dei Coniugi Temple Leader, 1869, Fiesole, villa di Maiano.
Negli ultimi anni, creò un Angelo della preghiera, destinato a Cincinnati, nell'Ohio (acquistato da un vescovo protestante in visita al suo studio, e oggi nel Cincinnati Art Museum), la Susanna al bagno, 1868-72, Galleria d'arte moderna (Firenze), la Baccante, Amore e Psiche, la Pandora.
Fu socio di diverse accademie e membro del consiglio direttivo dell'Accademia di Firenze e della Commissione conservatrice delle belle arti; dal 1865 al 1867 ricoprì la carica di consigliere comunale. Fu sepolto a Firenze, al cimitero delle Porte Sante.
Ciò che è rimasto dei suoi gessi, disegni e carte, dopo la chiusura dello studio nel 1967, è conservato presso l'"Archivio Bottega Fantacchiotti-Gabbrielli Firenze".
1837 - busto di Penelope Bourbon di Petrella Tommasi, Cortona, S. Francesco.
1839 - Strage degli innocenti, Cimitero di S. Terenzo, Lerici. "L'opera ritrovata; la bottega Fantacchiotti Gabbrielli tra '800 e '900" (Catalogo della mostra realizzata in occasione del restauro della strage degli innocenti)
1837-43 – statua di Giovanni Boccaccio, portico degli Uffizi, Firenze.
1846-52 – statua dell'Accorso, Portico degli Uffizi, Firenze.
Necr. in Atti d. Accad. ligustica di belle arti, 1879, pp. 30 s.
Gazzetta di Firenze, 1829, n. 121, suppl., p. 3
ibid., 1830, n. 131, pp. 4, 6 s.
ibid., 1831, n.129, p. 5;
ibid., 1832, n.132, p. 5
ibid., 1833, n.126, p. 4
ibid., 1839, n. 121, p. 6
A. M. Izunnia, Poche parole sopra alcuni oggetti di pittura e di scultura esposti nell'I. e R. Accademia delle belle arti in Firenze. Scultura, in Giornale del commercio, IV (1841), 42, p. 167
Id., Andrea Orgagna e Giovanni Boccaccio, nuove statue poste nella loggia degli Uffizi, ibid., VI (1843), 27, p. 106;
M. Mugnai, Francesco Accursio e Paolo Mascagni, statue in marmo del professore O. F. e del signor Lodovico Caselli poste nella loggia degli Uffizi, in La Speranza, I (1852), 72, pp. 286 s.
V. Salvagnoli, Per la dedicazione della statua di Sallustio Bandini nella casa del marchese Cosimo Ridolfi, in P. Verri, Scritti vari, Firenze 1854, I, pp. XXXIX-XLIV
S. Fioretti, Storiadella chiesa prioria di S. Maria del Giglio e di S. Giuseppe, Firenze 1855, p. 108
G. Sezanne, Il Genio della religione, statua del prof. O. F., in Le Arti del disegno, II (1855), 16, pp. 62 s.
I. Sferza, Monumento a Raffaello Morghen eretto nella chiesa di S. Croce in Firenze, ibid., 46, pp. 182 s.
Nuove sculture del prof. F., in Rivista di Firenze e Bullettino delle arti del disegno, V (1859), 3, pp. 145 s.
P. Coccolluto Ferrigni, Viaggio attraverso l'Esposizione italiana del 1861, Firenze 1861, pp. 11 s., 47, 104
G. E. Saltini, Le arti belle in Toscana, Firenze 1862, p. 36
Sopra il monumento Spence eseguito dal professore O. F., in L'Esposizione italiana del 1861, Firenze 1862, pp. 319 s.
International Exhibition, 1862. Kingdom of Italy. Official descriptive catalogue, London 1862, p. 372
P. Emiliani Giudici, in Esposizione italiana tenuta in Firenze nel 1861. Relazioni dei giurati, Firenze 1865, III, pp. 306 s.
Quattro nuovi lavori del cav. prof. O. F., in L'Italia artistica, VI (1865), 4, pp. 1 s.
A. Pavan, Eva, statua in marmo di O. F., in L'Italia all'Esposizione universale di Parigi nel 1867, Parigi-Firenze 1867, pp. 77 ss.
Scultura. Il cav. prof. O.F., in L'Italia artistica, IX (1868), 18, p. 2
B. Gamucci, Intorno alla vita ed alle opere Luigi Cherubini fiorentino ed al monumento ad esso innalzato in S. Croce, Firenze 1869, pp. 51, 56-59
P. Del Vaga, Corriere di Firenze, in Nuovo Giornale illustrato universale, IV (1871), 38, p. 378
Inaugurazione del monumento a Vincenzo Salvagnoli, in Gazzetta d'Italia (Firenze), VIII (1873), n. 120
L. Mussini, Les travaux de restauration de l'église de S. Croce à Florence, in Scritti d'arte, Firenze 1880, p. 208
N. De Colli, Scultori fiorentini da scoprire, in Humana, VII (1932), 9-10, p. 54
D. Guccerelli, Il sepolcro di don Neri Corsini... nel tempio di S. Croce in Firenze, Firenze 1944
C. L. Dentler, Famous foreigners in Florence 1400-1900, Firenze 1964, p. 225
E. Spalletti, Per Antonio Ciseri. Un regesto antologico di documenti dall'archivio dell'artista, in Annali d. Scuola normale superiore di Pisa, V (1975), 2
M. Ferretti, Falsi e tradizione artistica, in Storia dell'arte italiana (Einaudi), Torino 1981, p. 173, figg. 207 s.
La Misericordia di Firenze, III, Cimiteri monumentali, Firenze 1983, pp. 26, 152; S. Croce nell'800 (catal.), Firenze 1986, pp. 101, 103, 107, 119 s., 230, 234
C. Sisi, Disegni dell'Ottocento dalla collezione Batelli, Firenze 1987, pp. 90 s.
L. Bernini, O.F., scultore (Roma 1811-Firenze 1877), tesi di laurea, Univ. di Firenze, a.a. 1988-89
G. Gentilini, Bastianini e i falsi da museo, in Gazzetta antiquaria, 2 (1988), pp. 43-47
L. Bernini, O. F., scultore amato dagli inglesi, in Artista. Critica dell'arte in Toscana, II (1990), pp. 96-103
Fake? The art of deception, London 1990, pp. 197 s.
U. Thieme-F. Becker, Künstlerlexikon, XI, pp. 253 s.
A. Panzetta, Dizionario degli scultori italiani dell'Ottocento, Torino 1989, pp. 72 s.
V. Vicario, Gli scultori italiani dal neoclassicismo al liberty, Lodi 1990, p. 286.