Fabrio je rođen u Splitu 1937. godine, a Hrvatski jezik i južnoslavenske književnosti te talijanski jezik i književnost diplomirao je 1961. na Filozofskom fakultetu u Zagrebu.
Radio u riječkim kulturnim ustanovama , Narodnom sveučilištu, časopisu Riječka revija, HNK-u Ivana pl. Zajca, mjesečniku Kamov, a od početka 1970-ih živi i djeluje u Zagrebu (urednik Dramskoga programa Hrvatske televizije, predavač na Akademiji dramske umjetnosti).
Nedjeljko Fabrio redoviti je član HAZU-a, bio je predsjednik Društva hrvatskih književnika od 1989. do 1995. godine, te je dobitnik državne Nagrade »Vladimir Nazor« za životno djelo 2007. godine.
Fabrio se u hrvatskoj književnosti najprije javio kao pjesnik i novelist, zatim kao dramatičar, a sredinom 1980-ih i kao romanopisac. U dramskom dijelu Fabrijeva opusa prevladava povezivanje povijesnih tema i suvremenih iskustava, najčešće u obliku sukoba između istaknutoga pojedinca i svjetovne ili duhovne vlasti ('Reformatori', 1967.; 'Admiral Kristof Kolumbo', 1968.; 'Čujete li svinje kako rokću u ljetnikovcu naših gospara?', 1969.; 'Meštar', 1970.; 'Kralj je pospan', 1971.; 'Magnificat', 1978.).
Njegov se novelistički postupak ('Partite za prozu', 1966.; 'Labilni položaj',1969.; 'Lavlja usta', 1978.; 'Izabrane pripovijetke', 1990.) temelji na dotjeranosti jezične izvedbe, eksperimentiranju oblikom i vještom fabuliranju koje se podudara s postmodernističkim tendencijama.
Postmodernistička je poetika i u temelju Fabrijevih romana. Romani 'Vježbanje života' (1985.) i 'Berenikina kosa' (1989.) pripadaju odvjetku postmodernističke historiografske metafikcije i hibridne su strukture u kojima se prepoznaju sastavnice povijesnog i obiteljskoga (genealoškog) romana te romana o sazrijevanju.
U romanu 'Smrt Vronskog' (1994.) Fabrio također tipično postmodernistički miješa uvjetne razine tekstualne zbilje i fikcije. Roman 'Triemeron' (2002.), određen kao »treći dio Jadranske duologije«, pretiskan je 2005. s 'Vježbanjem života' i 'Berenikinom kosom' pod skupnim nazivom 'Jadranska trilogija'.
Središnji su predmet Fabrijeve književnopovijesne, književnokritičke i prevoditeljske djelatnosti hrvatsko-talijanski dodiri. Zanima se temama iz povijesti talijanske književnosti, posebice sustavno piscima (F. Tomizza, S. Slataper) koji su podrijetlom, zavičajno i tematski vezani uz hrvatski prostor, fenomenom tršćanske književnosti te njezinim vezama sa slavenskim svijetom ('Apeninski eseji', 1969.; 'Štavljenje štiva'., 1977.).
Fabrio je adaptirao i niz proznih djela za kazalište i televiziju, priredio antologiju talijanske pripovijetke 'Posljednji dio puta' (1984.), prevodio djela C. Goldonija, L. Pirandella, A. Moravije, Slatapera i drugih talijanskih pisaca, a objavio i nekoliko knjiga ogleda i kritika o književnim, općekulturnim, kaz.ališnim i glazbenim temama ('Odora Talije', 1963.; 'Kazalištarije', 1987.; 'Koncert za pero i život', 1997.; 'Maestro i njegov šegrt', 1997.; 'Ruža vjetrova: sjeverojadranski i drugi eseji', 2003.; 'Orfejeva djeca', 2008.).