Lors des Championnats de France 2016 qui servent de qualification pour les Jeux olympiques de Rio de Janeiro, Lesaffre remporte l'argent du 200 mètres dos, du 200 mètres quatre nages et du 400 mètres quatre nages ainsi que le bronze du 400 mètres nage libre. Elle ne réussit cependant pas les temps nécessaires à une qualification directe pour ces Jeux. Elle est repêchée la semaine suivante pour disputer une épreuve individuelle en raison de sa performance au 400 mètres quatre nages[4].
Le 3 août 2018, elle remporte le 400 mètres quatre nages aux Championnats d'Europe de natation 2018 à Glasgow en 4 min 34 s 17[5]. Elle bat son propre record de France établi quelques heures plus tôt en séries[6].
Après deux années au Stade de Vanves, elle rejoint en septembre 2020 le Cercle des nageurs d'Antibes[7]. Une décision qui s'inscrit dans l'objectif de Fantine Lesaffre de réussir une grande performance aux JO 2024 à Paris : « Je suis fière de rejoindre un club aussi prestigieux, qui a amené de nombreux nageurs sur les podiums des plus grandes compétitions internationales. J'espère perpétuer cette tradition de belle réussite au plus haut niveau »[8].
Lors des Jeux olympiques de Tokyo, elle est éliminée lors des séries du 200 mètres quatre nages et du 400 mètres quatre nages.
Après son échec aux JO de Tokyo, Fantine Lesaffre annonce en novembre 2021 sa volonté de relancer sa carrière en s'exilant aux États-Unis. Après une période d'essai de deux semaines, elle démarre l'entraînement en Caroline du Nord à partir du mois de janvier 2022[10].
En mars 2023, elle explique avoir été durant deux ans en burn-out et avoir brutalement arrêté la natation au milieu des championnats de France en avril 2022. Après cinq mois d'arrêt, elle reprend l'entraînement avec Nicolas Castel à Toulouse avec l'objectif d'une médaille olympique en 2024[11].
Le , alors qu'elle est membre du club de Toulouse, Fantine Lesaffre annonce la fin de sa carrière sportive, expliquant ne plus vouloir subir les contraintes qu'implique la pratique de la natation à haut niveau[12].
↑David Delporte, « Les Nordistes à Rio - Natation : Fantine Lesaffre a bien repris le flambeau familial », La Voix du Nord, (lire en ligne, consulté le )
