Alfred Fatou naît à Quimper le . Il est le fils d'Alfred Fatou et d'Appoline Rivet, propriétaires du manoir de Suguensou en Esquibien,. D'une famille de marins, il est le cousin de Louis Fatou. Après des études au lycée de Brest, il rentre à l'École navale en 1878 et devient lieutenant de vaisseau en 1881. Il commence sa carrière en Algérie puis et breveté de l'Ecole Supérieure de la Marine, promotion 1897.
En 1900, en service à Paris, il devient aide de camp du contre-amiral Charles Théobald Courréjolles, Commandant en chef la Division navale d'Extrême-Orient et du Pacifique occidental. C'est à cette occasion qu'il prend part à l’expédition française de Chine contre les Boxers, où il se fait notamment remarquer durant la quatrième bataille des forts de Taku (1900)
En 1901, il passe aide de camp du vice-amiral Amédée Bienaimé, chef d'État-Major général de la Marine.
Capitaine de Frégate en 1903, il commande l'aviso-torpilleur Léger et la 5e flottille de torpilleurs de la Méditerranée. Il est par la suite nommé capitaine de vaisseau en 1910 et commande le croiseur cuirassé Léon-Gambetta.
En 1917, il devient commandant de la Marine en Indochine à Saïgon. Il assure notamment la sécurité maritime de Singapour et du détroit de Malacca aux coté des forces britanniques. Au , il est nommé chef d'État-Major du 2e arrondissement maritime à Brest. Alfred Fatou est par la suite versé dans le cadre de réserve le . Il meurt à Paris, à son domicile de la rue de Sèvres, le .
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