Agathon Jean-François Fain est né à Paris le 11 janvier 1778. Il entre à seize ans comme surnuméraire dans les bureaux du Comité militaire de la Convention. Il passe ensuite dans ceux du Directoire exécutif grâce à l'intervention de Barras et devient le chef de cabinet du secrétaire général Lagarde. Sous le Consulat, il travaille auprès de Maret, en tant que chef de la division des archives et de la secrétairerie d'Etat. En 1800, il est nommé garde des archives impériales. En 1806, grâce à la protection de Murat, il est affecté au cabinet particulier de l’Empereur avec le titre de secrétaire archiviste. Il suit alors Napoléon dans toutes ses campagnes, reçoit de lui en 1809 la dignité de baron de l’Empire et en 1811 est nommé maître des requêtes au Conseil d’État. Il reprend ses fonctions aux côtés de l’Empereur pendant les Cent-Jours et du 6 au 8 juillet est nommé adjoint au ministre secrétaire d’État près le gouvernement provisoire. Lors du retour des Bourbons, il se retire et rédige ses souvenirs. Louis-Philippe confie à Fain la direction de son cabinet avec le titre de « premier secrétaire du cabinet du roi des Français ».

Élu député du Loiret en 1834, le baron est réélu en 1836 mais meurt peu après.

Son fils Camille (1799-1851) lui succède dans le titre de premier secrétaire du cabinet.