1965 yılında Bilecik’te doğdu. İlk, orta ve lise tahsilini İstanbul’da tamamladı. 1987 yılında Yıldız Teknik Üniversitesi Elektrik-Elektronik Fakültesi Elektronik Mühendisliği Bölümü’nden mezun oldu. 2005 yılında e-MBA sertifika programını tamamladı. İş hayatına NETAŞ’ta AR-GE mühendisi olarak başladı. İş hayatı boyunca enerji ve telekomünikasyon firmalarında değişik kademelerde yöneticilik yaptı.

1994 yılında İstanbul Büyükşehir Belediyesi iştiraklerinden İGDAŞ’ta Etüt ve Proje Müdürlüğü, Genel Müdür Yardımcılığı ve Yönetim Kurulu üyeliği görevlerinde bulundu.

2002 yılından itibaren İstanbul Büyükşehir Belediyesi İştirakler Daire Başkanlığında, İştirakler Genel Koordinatörü olarak; İBB iştiraklerinin yönetim kurullarında başkan ve üye olarak görev yaptı. Türkiye Elektrik Sanayi Birliği’nin (TESAB) kurucuları arasında yer alan Dönmez, aynı zamanda TESAB yönetim kurulu üyeliği de yaptı.

4 Ocak 2008’de EPDK Kurul üyeliğine atanan Dönmez, EPDK’nın üyesi olduğu ERRA’da (Enerji Düzenleyicileri Bölgesel Birliği) 2008 ve 2010 Genel Kurullarında üye ülkelerin temsilcileri tarafından Yönetim Kurulu üyesi seçildi. ERRA’nın strateji raporunun hazırlanmasına öncülük ederek, arz güvenliği komitelerinde görev aldı.

Enerji sektöründe birçok yazı ve rapora imza atarak; arz güvenliği, enerji yoksulluğu, doğal gaz projeksiyonları, enerji sektöründe AR-GE, stratejik planlama, performans yönetimi, fizibilite hazırlama, organizasyon geliştirme ve şirketlerin AB’ye uyumu gibi konularında çalışmalar yaptı.

24.12.2015 tarihinde Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı Müsteşarlığı’na atanan Fatih Dönmez, aynı zamanda Türkiye’nin enerji borsası olarak kurulan Enerji Piyasaları İşletme Anonim Şirketi (EPİAŞ) yönetim kurulu başkanlığı ve Trans Anadolu Doğalgaz Boru Hattı Projesi (TANAP) yönetim kurulu başkan vekilliği görevlerini de yürüttü.

2018/1 Sayılı Cumhurbaşkanlığı Kararı ile Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanı olarak atanan Dönmez, evli ve üç çocuk babasıdır.