Лоран Фабиус родился 20 августа 1946 года в Париже в семье богатого арт-дилера ашкеназского еврея Андрэ Фабиуса и его жены Луизы (урожд. Мортимер). Имеет двух сыновей от бывшей жены продюсера Франсуазы Кастро.
После окончания одного из самых престижных высших учебных заведений Франции, Высшей школы администрации, Фабиус работал аудитором Государственного совета. Был впервые избран в Национальное собрание в 1978 году от Социалистической партии (СПФ). Вскоре после этого он вошёл в ближний круг лидера социалистов Франсуа Миттерана.
Когда Миттеран был избран президентом в 1981 году, Лоран Фабиус стал министром бюджета, а через два года — премьер-министром. Он выступал за «новый» французский социализм, открытый рыночной экономике. Вышел в отставку после поражения социалистов на парламентских выборах 1986 года.
Фабиус, как и Жоспен, рассматривался преемником Миттерана. Однако, он не смог стать первым секретарём СПФ на съездах 1988 и 1990 годов, несмотря на поддержку самого Миттерана. В 1988 году в 41 год стал самым молодым президентом Национального собрания. В 1992 в конце концов стал первым секретарём СПФ, но ушёл после разгромного поражения на парламентских выборах 1993 года.
Хотя Фабиус был символом современного французского социализма, его политическое имя сильно пострадало после скандала с трансфузией заражённой вирусом СПИДа крови. Будучи оправдан в суде, он остался замешан в скандале в общественном мнении. Фабиус вновь стал президентом Национального собрания в 1997, затем министром экономики (2000-2002) в кабинете Лионеля Жоспена. После ухода Жоспена из политики Фабиус безуспешно пытался стать секретарём СПФ, после чего заявил, что он изменил свои взгляды и вошёл в левое крыло партии.
Он возглавлял лагерь социалистов, выступавших против ратификации Европейской конституции, но 1 декабря 2004 СПФ высказалась за Конституцию. Однако, Фабиус и после этого выступал в лагере противников Конституции и даже рассматривался как лидер движения. Когда французы проголосовали против Европейской конституции на референдуме 2005 года, ему позволили остаться в партии, но лишили должности в Национальном исполнительном комитете партии. В 2007 году вместе с Сеголен Руаяль и Доминик Стросс-Каном претендовал на место кандидата в президенты от СПФ, но при голосовании отстал от обоих.
Фабиус, несостоявшийся соперник Николя Саркози на выборах-2007, одно время находился в близких отношениях с моделью Карлой Бруни, нынешней женой Саркози.