Davis har gjort 14 framträdanden för torskarmén sedan gå på lån i oktober, och nyligen gått med på att förlänga sin vistelse till slutet av säsongen.
Den 22-årige skrev på för Leicester från Port Vale 2014, men inte för det första laget.
"Jag är glad att allt har gjorts nu och jag kan koncentrera mig på min fotboll", berättade han klubbens hemsida.
"Jag sa från början att jag skulle vara väldigt intresserad av att stanna med klubben, och jag är bara över månen för att vara här nu."
Davis avtal med Fleetwood har inte avslöjats.
Hitta alla de senaste fotbollsöverföringarna på vår dedikerade sida.
League Ena sidan Fleetwood Town har undertecknat försvararen Joe Davis från Leicester City för en oanmäld avgift.