Ingenieurstudium in Pisa und Arbeit als Ingenieur in Arezzo. Veröffentlichungen über mathematische und physikalische Probleme. 1782 tritt er in den Dienst der Großherzöge von Toscana, in deren Auftrag er die Landanschwemmungen im Val di Chiana und die Salzbergwerke von Volterra untersucht und beaufsichtigt. Es entstehen wissenschaftliche Arbeiten über künstliche Salzbereitung und die Verteilung von Anschwemmungen sowie über das Verhalten von Flüssigkeiten.

Fossombroni nimmt an Beratungen über Handel und Gewerbe am österreichischen Hof teil, wird 1796 für 3 Jahre Außenminister der Toscana, 1805 Generalleutnant der toscanischen Truppen. In diesem Jahr erscheint eine Arbeit über die Urbarmachung der Pontinischen Sümpfe.

Napoleon I. ruft ihn als Senator des Kaiserreiches nach Paris und macht ihn zum Grafen. 1815 ernennt ihn Ferdinand III. zum Premierminister der Toscana.