محمود ذوالفنون در سال 1299 در آباده متولد شد و تحت تاثیر نوای تار پدر ذوق موسیقی از کودکی در او قوت گرفت و از 8 سالگی با نواختن تار آشنایی پیدا کرد. بعد از چندی به ویولن علاقه‌مند شد ولی به علت کمبود استاد ویولن در آن زمان، نوازندگی ویولن را با ویولنی که خودش ساخته بود بدون استاد پیش خود شروع کرد. در20 سالگی از زادگاه خود راهی شیراز شد و در آنجا با یکی از مهندسین کارخانه قند که اهل لهستان بود و ویلن می‌نواخت آشنا شد و اصول نواختن ویولن را نزد او آموخت.
او در سال 1320 به تهران آمد و در اولین فرصت به کلاس مرحوم صبا رفت و از تجربیات استاد صبا استفاده کرد. او همچنین تکنیک ویولن را نزد روبیک گریگوریان نیز فرا گرفت. وی بعدها جانشین استاد صبا در کلاس‌های وی شد که استاد صبا از روی شوخ طبعی وی را "ویولن‌فنون" صدا می‌زدند.
محمود ذوالفنون سپس به عضویت ارکستر انجمن موسیقی ملی به رهبری روح‌الله خالقی درآمد و به نوشته خودش، گاهی برای فراگیری گوشه‌های موسیقی از کلاس ابوالحسن صبا هم استفاده می‌کرد.
محمود ذوالفنون در شرح زندگی خودش در توضیح دلیل علاقه‌مندی‌اش به موسیقی نوشته: "نخستین پایه علاقه من به موسیقی شنیدن ساز پدرم (تار) هنگام تدریس به شاگردانش بود. بعدها من هم در سلک همان شاگردان درآمدم و به خوبی به خاطر دارم که نخستین درس با تار در دستگاه شور و با وزن کرشمه بود. همه دروس به شیوه معمول آن دوره، سینه به سینه بود."
فعالیت رادیویى او تقریبا از اوایل تاسیس رادیو تا سال ۱۳۵۴ ادامه داشت تا اینکه در سال ۱۳۵۵ به آمریکا مهاجرت کرد. به نوشته خودش، "برای آنکه در زمینه موسیقی کار مداومی داشته باشم به فراگیری زبان انگلیسی پرداختم و در ارکستر وابسته به همانجا به نوازندگی مشغول شدم و بعدا در سن‌دیه‌گو به تدریس خصوصی پرداختم."
در سال‌های بعد که تعداد مهاجران ایرانی در آمریکا رو به افزایش گذاشت، تعداد شاگردان او نیز بیشتر شد. از شاگردان محمود ذوالفنون می‌توان به فرید فرجاد (نوازنده ویلون)، مرضیه و حافظ مدیر (استاد موسیقی در دانشگاه سن‌فرانسیسکو) اشاره کرد.
محمود ذوالفنون که به نت کردن آهنگ‌های محلی ایران علاقه‌مند بود، مجموعه‌ای از این نت‌ها را فراهم کرده بود و می‌گفت، "منتظر گشایش مالی یا وسیله دیگری هستم که به چاپ آنها اقدام شود."
از زنده‌یاد محمود ذوالفنون آلبومی به نام "نقد صوفی" در آمریکا منتشر شده است. او در ۹۳ سالگی به علت کهولت سن در شهر سن‌خوزه آمریکا درگذشت.