A faixa foi aclamada pela mídia especializada, a qual prezou o uso do gancho de "Genius of Love", bem como sua composição e produção. Os vocais de Carey no número também foram elogiados. Comercialmente, "Fantasy" tornou-se a segunda canção na história da tabela estadunidense Billboard Hot 100, sendo a primeira canção de uma cantora a debutar no primeiro posto da tabela. Adicionalmente, liderou a tabela estadunidense por oito semanas consecutivas e conquistou a primeira colocação nas tabelas da Austrália, do Canadá e da Nova Zelândia, enquanto listou-se nas dez melhores posições na Bélgica, na Dinamarca, na Europa, na França, no Reino Unido e em outras seis regiões.

O vídeo musical correspondente foi dirigido pela própria artista e estreou em 7 de setembro de 1995 durante os MTV Video Music Awards daquele ano. Carey criou o conceito do vídeo e escolheu o local da filmagem. Depois de ficar decepcionada com o resultado final em comparação com muitos de seus vídeos anteriores, a cantora decidiu dirigir o vídeo por conta própria. As cenas retratam Carey andando de patins em um parque de diversões, enquanto canta e se diverte. Na metade da produção, Ol' Dirty Bastard faz uma participação como um palhaço. O vídeo de "Fantasy" termina com Carey dançando em cima do teto solar de um carro com muitas outras pessoas presentes, enquanto curte e celebra a canção.