Fabian pochodził z rodziny rzymskiej. Wstąpił na tron papieski po św. Anterosie. Euzebiusz z Cezarei twierdzi, że został wybrany papieżem za szczególną interwencją Bożą. Kiedy bowiem nie wiedziano, kogo wybrać, Duch Święty w postaci gołębicy miał spocząć nad głową Fabiana. Działo się to 10 stycznia 236 r.
Pontyfikat Fabiana trwał 14 lat - do roku 250. Fabian podzielił Rzym na siedem kościelnych okręgów (diakonii), na czele każdego z nich umieścił diakona, którego w pracy wspierał subdiakon i sześciu pomocników. Wyznaczył także 7 subdiakonów, aby prowadzili akta męczenników; zarządził, aby stary olej był palony, a nowy co roku poświęcany w Wielki Czwartek. Dbał o karność kościelną. Usunął m.in. biskupa Prywata z Lambesi (Afryka Północna), oskarżonego o herezję i gorszące życie. Zwołał do Rzymu synod, na którym uchwalono niezbędne dekrety. Miał wprowadzić stopnie święceń niższych, kleryckich. Od czasów jego pontyfikatu zaczęto odnotowywać dokładne daty wyboru kolejnych papieży. Podjął na szeroką skalę prace budowlane na rzymskich cmentarzach, m.in. zakończył budowę krypty biskupiej w katakumbach Kaliksta.
Papież Fabian nakazał sprowadzić z Sardynii ciała zmarłych - papieża Poncjana i antypapieża Hipolita i pochował je ze czcią w Rzymie. Sprowadzenie ciał osób skazanych na śmierć mogło być dokonane tylko za zgodą cesarza. Świadczyło to o wpływach, jakie miał papież Fabian na dworze cesarskim.
Za czasów Decjusza Fabian stał się ofiarą prześladowań. Poniósł śmierć męczeńską na arenie 20 stycznia 250 roku. Pochowano go w katakumbach św. Kaliksta. Św. Cyprian w liście do kleru rzymskiego wspomina o męczeńskiej śmierci Fabiana i oddaje mu należną pochwałę. Pisze też o kulcie, jakim cieszył się papież wśród wiernych po swojej męczeńskiej śmierci. W 1854 roku odnaleziono płytę nagrobną z imieniem św. Fabiana wypisanym po grecku, a w 1915 roku w bazylice św. Sebastiana znaleziono sarkofag Męczennika z napisem pochodzącym z wieku X. Fabian czczony jest jako patron garncarzy.

W ikonografii św. Fabian jest przedstawiany w papieskim stroju pontyfikalnym lub w kapie i tiarze, czasami z gołębiem na głowie. Jego atrybutami są: anioł z narzędziami męki, krucyfiks, miecz, palma męczeńska.