Lucio Fabbri è polistrumentista, arrangiatore e direttore d'orchestra. La sua carriera musicale ha inizio negli Anni Settanta: si fa notare nella scena musicale rock progressive di quegli anni collaborando con Claudio Rocchi, Alan Sorrenti, Eugenio Finardi, con cui co-produce nel 1976 l'album Sugo, edito dalla Cramps.
Nel 1978 realizza l'album da solista Amarena, caratterizzato da sonorità che spaziano tra pop e sperimentazione, in cui conferma la sua qualità di polistrumentista, muovendosi agilmente con la chitarra, il basso, il violino, la viola, il violoncello, oltre che con sintetizzatori e tastiere. In seguito realizza l'album Recitarcantando assieme a Demetrio Stratos, cantante degli Area, registrato dal vivo nel 1978.
Nel 1979 entra nella Premiata Forneria Marconi in occasione della tournée con Fabrizio De André.
Durante gli Anni Ottanta continua la sua collaborazione con la Premiata Forneria Marconi.
A partire dagli Anni Novanta si afferma come arrangiatore, produttore e direttore d'orchestra per numerosi artisti, tra i quali Roberto Vecchioni, Pierangelo Bertoli,Enzo Jannacci,Giorgio Gaber, Grazia di Michele, Cristiano de Andrè, Massimo Ranieri, Milva, Nada, Matia Bazar, Dolcenera, Marco Mengoni e a livello internazionale con Little Steven, Randy Crawford, Al Jarreau, Dee Dee Bridgewater, Matt Bianco, Nicolette Larson, Nick Kershaw, Tony Hadley e Paul Young.
Ha vinto tre volte il Festival di Sanremo nella “Sezione Campioni” (Massimo Ranieri, Annalisa Minetti, Jalisse) e quattro volte nella “Sezione Giovani” (Paola e Chiara, Annalisa Minetti, Jalisse, Dolcenera). Nel 1997 ha diretto l'orchestra della 42a edizione dell'Eurovision Song Contest.
Parallelamente alla sua attività discografica ha realizzato le musiche di alcuni tra gli spot pubblicitari più significativi dell'ultimo trentennio, fra cui Pasta Barilla "Gattino", Sanbittèr "Intervallo", Enel "Albero" e la colonna sonora del film “Chiedimi se sono felice” di Aldo, Giovanni e Giacomo.
Nel 2006 entra a far parte degli Slow Feet, con Franz Di Cioccio, Vittorio De Scalzo, paolo Bonfanti e Reinhold Khol.
Dal 2008 al 2019 è stato il direttore musicale delle prime 13 edizioni del talent X Factor Italia. Dal 2015 al 2022 ha prodotto e arrangiato tutte le basi musicali del talent show Italia's Got Talent.
Nel 2017 ha curato la produzione dell'EP Chosen de iMåneskin, che contiene il brano Beggin', vincitore dell'American Music Awards 2022 come miglior brano rock dell'anno.
A partire dal 2011 ha prodotto e arrangiato tutti gli album di Roberto Vecchioni (Chiamami ancora amore, Di rabbia e di stelle, Io non appartengo più, La vita che si ama, L'infinito). Nel 2022 ha fondato il gruppo Lucio Fabbri & Friends, con cui ripropone in concerto alcuni tra i brani più significativi da lui prodotti e arrangiati nel corso della sua carriera.