Après avoir fait ses débuts dans des compétitions régionales et nationales de minibike, Michel Fabrizio remporte l’Italian Cup en 2000 et se fait une réputation dans l’Italian 125 Sports Production Championship, avec trois podiums sur trois courses, et dans l’Aprilia Challenge avec quatre victoires et six pole positions. Vainqueur des deux titres en 2001, Fabrizio a l’opportunité de devenir rookie dans le Championnat du Monde 125cc en 2002 avec Gilera, mais ne marque cependant que quatre points en seize courses.

Fabrizio a fait son retour en Grand Prix avec Aprilia en MotoGP en 2004, et a aussi couru une course avec Honda en Allemagne en 2007. Au course de l’été 2009, l’absence de Casey Stoner pour trois courses et son remplacement temporaire par Mika Kallio dans le team Ducati officiel permettent à Fabrizio de revenir en MotoGP avec le team Pramac Racing. Fabrizio court dans le World Superbikes depuis quelques années avec Ducati, pour qui il court toujours en 2009.