Studiò medicina e chirurgia a Padova con Gabriele Falloppio. Insegnò anatomia in quella università, dove, nel 1594, fece costruire il primo teatro anatomico permanente. Fabrici descrisse le valvole delle vene (De venarum ostiolis, 1603), offrendo un contributo fondamentale al problema della circolazione sanguigna, poi risolto dal suo allievo Harvey. Condusse originali ricerche embriologiche descritte nel De formato foetu del 1600. L'opera è il primo trattato di embriologia comparata, completato da un accurato corredo di tavole anatomiche. Di notevole pregio sono inoltre le Pitture anatomiche, pubblicate soltanto nel 1957. Fu anche chirurgo abilissimo.