Sovint s’aparta de la conducció narrativa estàndard per evocar el caràcter d’una improvisació. Originada durant el segle XVI, la fantasia fou durant el Renaixement una obra polifònica basada sobretot en el contrapunt imitatiu i que sovint incloïa passatges glossats, com a les fantasies de J.P. Sweelinck. En aquesta època el terme fantasia i d’altres com ara ricercare, capriccio o toccata eren emprats per a anomenar obres molt similars. L’expansió tonal pròpia del Barroc aportà a la fantasia l’ús de modulacions sobtades, enllaços consecutius d’acords de dominant -amb el consegüent augment del grau de cromatisme-, cadències interrompudes, canvis inesperats de metre o de tempo, etc., que contribuïren a accentuar el seu caràcter d’improvisació. Els millors exemples d’aquesta època són les fantasies de J.S. Bach.
Durant el Classicisme, W.A. Mozart i L. van Beethoven continuaren la tradició barroca pel que fa a aquests aspectes, però adaptant-los a les convencions estilístiques pròpies de l’època. A ells es deu la idea de relacionar la fantasia amb la forma de la sonata clàssica, ja fos utilitzant-la com a introducció de l'allegro inicial de la sonata (Fantasia, KV 475 per a piano i Sonata, KV 457 per a piano de Mozart), ja fos en simbiosi directa amb aquesta (sonates opus 27, núm. 13 i 14 per a piano de Beethoven). Al segle XIX, el Romanticisme accentuà el contrast entre els diferents elements i seccions de la fantasia. Passatges virtuosístics a manera de cadenze o recursos com la transformació temàtica en lloc del desenvolupament, a més de contrastos harmònics o tonals sobtats, foren els principals procediments emprats en la fantasia durant aquesta època. La seva forma continuà sovint adaptant-se a la de la sonata, com ara a Dante, fantasia quasi sonata de F. Liszt, o a la d’altres obres, entre les quals l’impromptu, com a la Fantasia-Impromptu per a piano de F. Chopin, o la polonesa, com és el cas de la Polonesa-Fantasia per a piano de F. Chopin. També s’escriviren fantasies de gran format, entre les quals la Wandererfantasie per a piano de F. Schubert i la Fantasie en Do M, opus 17 per a piano de R. Schumann, al costat d’altres de format molt reduït, com ara la Phantasiestücke, opus 88 de R. Schumann o les Fantasies, opus 116 de J. Brahms. Tot i que el piano fos un dels instruments més populars durant el Romanticisme, també es compongueren fantasies per a formacions de cambra, com la Phantasiestücke, opus 73 per a clarinet i piano de R. Schumann.
Al segle XX, autors com M. de Falla (Fantasía bética) o F. Busoni seguiren la tradició del segle anterior escrivint fantasies per a piano. D’altres com R. Vaughan Williams (Fantasia on Greensleeves per a orquestra), A. Schönberg (Phantasy per a violí i piano, opus 47) o M. Reger (les diverses fantasies per a orgue) en compongueren per a d’altres instruments o formacions.
Per a fantasia coral vegeu choralbearbeitung.