Квинт Фабий происходил из древнего патрицианского рода Фабиев. Его отцом был Марк Фабий Амбуст, который трижды был консулом.
В 331 до н. э. он был избран курульным эдилом. В тот год многие видные римские граждане умерли от неизвестного недуга. Квинт Фабий благодаря информации, полученной от одной рабыни, обнаружил, что причиной смертей были отравленные зелья, которые варили жены для своих мужей.
В 325 до н. э. Квинт Фабий был начальником конницы при диктаторе Луции Папирии Курсоре. Оба они отправились в Самний для ведения войны с самнитами. Запретив вступать в бой, Луций Папирий отлучился в Рим для повторных ауспиций. Однако, Квинт Фабий, двинувшись против самнитов под Имбринием, полностью разгромил их войско. За ослушание Луций Папирий хотел лишить его жизни, однако, вмешательство отца, сената и римского народа спасло его от неминуемой гибели.
В 322 до н. э. Квинт Фабий был избран консулом. В тот год был назначен диктатор для ведения войны. Однако, по другой версии диктатор был назначен для проведения игр, а войну вели консулы: Квинт Фабий дошёл до Апулии, привёз оттуда много добычи и справил в Риме триумф над самнитами.
В следующем году после поражения в Кавдинском ущелье Квинт Фабий вместе Марком Валерием Корвом был назначен интеррексом для избрания консулов. В 315 до н. э. Квинт Фабий был назначен диктатором, начальником конницы он взял Квинта Авлия Церретана. Приняв войско от предыдущего диктатора Луция Эмилия Мамерцина, Квинт Фабий продолжил осаду занятой самнитами Сатикулы, которую вскоре взял. После этого произошло сражение при Лавтулах, в котором ни одна из сторон не смогла одержать верх.
Во время второго своего консульства Квинт Фабий продолжил начатую в предыдущем году войну в Этрурии. Квинт Фабий двинулся против осажденного этрусками Сутрия. Выступившие ему навстречу войска были разбиты, после чего римляне, перейдя через Циминийский хребет, разорили лежащую у подножия область. На помощь этрускам пришли умбры, однако, они также были разбиты. После этого Квинт Фабий по требованию сената назначил диктатором Луция Папирия Курсора для помощи другому консулу, попавшему в окружение. Одержав в следующем году победу над остатками этрусского войска возле Перузии, Квинт Фабий вернулся в Рим с триумфом.
В 308 до н. э. Квинт Фабий в третий раз стал консулом, взяв на себя командование в войне с самнитами. Направившись против Алфатерской Нуцерии, Квинт Фабий отклонил просьбы жителей о мире и осадой принудил их к сдаче. После этого произошло сражение с самнитами, в котором римляне легко одержали верх. Примечательным оно было тем, что римляне впервые сражались с марсами, выступившими на стороне самнитов. В то же время умбры выступили к Риму, вследствие чего Квинт Фабий был отозван из Самния. Около Мевании его войска нанесли умбрам тяжёлое поражение.
В 307 до н. э. Квинту Фабию продлили военные полномочия, и он вернулся в Самний в ранге проконсула. Здесь он разбил самнитов под городом Аллифами.
В 304 до н. э. Квинт Фабий был избран цензором совместно с Публием Децием Мусом. Находясь в этой должности, Фабий отменил изменения, которые ввёл Аппий Клавдий Цек в 312 до н. э. будучи цензором. Чтобы выборы не зависили от черни, Фабий выделил всю рыночную толпу в четыре трибы, назвав их «городскими». Также он учредил торжественный выезд всадников в квинктильские иды: большой конный парад в память о помощи, оказанной римлянам богами Диоскурами в битве у Регилльского озера.
Из-за угрозы со стороны самнитов в 297 до н. э. римляне избрали консулом проверенного в боях Квинта Фабия. После подписания мира с этрусками Квинт Фабий и его коллега Публий Деций Мус отправились в Самний. Выступившие против Фабия самниты дали бой около Тиферна, в котором были полностью разгромлены. В течение следующих пяти месяцев консулы разоряли Самний, Фабий даже захватил город Циметру. После этого этого Фабий отбыл в Рим для проведения выборов. Консулами были избраны Луций Волумний Фламма Виолент и Аппий Клавдий Цек, однако, Квинту Фабию и Публию Децию продлили военные полномочия на полгода.
В 295 до н. э. Квинт Фабий в пятый раз был избран консулом. В тот год Фабий нанёс самнитам и их союзникам галлам критическое поражение в битве при Сентине, в которой пал его коллега Публий Деций Мус. После этой победы Фабий вернулся в Рим с триумфом.
В 292 до н. э. Квинт Фабий пошёл легатом к своему сыну Квинту Фабию Максиму Гургиту, который в то время неудачно вёл войну против самнитов. Его вмешательство помогло сыну разбить самнитов и справить триумф.