Климат Фатежского района умеренно континентальный с четко выраженными сезонами года; характеризуется теплым летом, умеренно холодной с устойчивым снежным покровом зимой и хорошо выраженными, но менее длительными переходными периодами - весной и осенью.
Среднегодовая температура в г. Фатеже - (+5,1°С), минимальная - (-37°С), максимальная - (+40° С).
По количеству выпадающих осадков территория относится к зоне достаточного увлажнения. За год в среднем выпадает 582 мм осадков. Пространственное и временное их распределение отличается значительной неравномерностью. В годовом ходе месячных сумм осадков максимум наблюдается в июле (в среднем 76 мм осадков), минимум - в марте (44 мм осадков). Обычно две трети осадков выпадает в теплый период года (апрель - октябрь) в виде дождя, одна треть - зимой в виде снега.
Ветры в течение года переменных направлений (западные, юго-западные и восточные); их преобладающая скорость 2 - 5 м/с.
Самые ветреные месяцы со средней скоростью ветра более 4,0 м/с - с ноября по март включительно. Наименьшие скорости ветра отмечаются в августе. Максимальные скорости ветра в зимний период фиксируются при ветрах южных и юго-западных направлений (4,9 - 5 м/с), в летний период - при ветрах северо-западного и западного направления (3,3 - 3,8 м/с).