Issu d'une famille de sportifs (son père était demi d'ouverture au RC Narbonne) Fabien Barthez pratique assez tôt le rugby et le football. Un de ses premiers entraîneurs, Aimé Goudoux, le replace au poste de gardien de but. Un excellent choix comme le prouvera la suite de la carrière de "Fabulous Fab".

En 1986, il intègre le centre de préformation du TFC à Lespinet, sous la direction d'Elie Baup dont il restera très proche, et remporte dans la foulée un titre de Champion de France Cadet. Il rejoint ensuite le centre de formation dirigé par Serge Delmas qu'il fréquente durant 3 ans avec à la clé, des apparitions avec l'équipe de DH et de D3.

Le 21 septembre 1991, après les blessures de Robin Huc et de Pédemas, Fabien Barthez dispute sa première rencontre de D1 face à Nancy... et encaisse son premier but sur une frappe de David Zitelli. Il dispute cette saison là 26 matchs, dont le fameux Toulouse-OM au cours duquel il enchaina les exploits, au point que Bernard Tapie en fit une recrue de choix pour l'Olympique de Marseille version 92-93.

Arrivé à Marseille pour des sommes énormes pour un gardien de son âge, Fabien Barthez a peur de cirer le banc. Mais une blessure de Pascal Olmeta le propulse au poste de numéro 1, poste qu'il ne quittera plus. Il dispute notamment un match référence dans sa carrière, à Glasgow contre les Rangers où joue le gardien écossais Andy Gorham qui n'hésite pas à se placer très haut, et à monter à 30 mètres de ses buts pour faire des relances...

Sous le maillot de l'OM, il connaît deux grandes joies, la victoire en Ligue des Champions contre le Milan AC (1-0) en 1993 à Munich puis sa premiere sélection sous le maillot bleu en 1994 contre l'Australie (1-0) lors de la Coupe Kirin remporté par l'Equipe de France. L'OM étant relégué en seconde division en 1994 suite à l'affaire OM-VA, il joue une saison en D2 avant de quitter l'Olympique de Marseille en 1995 pour l'AS Monaco.

En Principauté il gagne deux championnats de France en 1997 et 2000 et atteint la demi-finale de la Ligue des Champions en 1998. Sous le maillot français, le « divin chauve » (qui était également le surnom d'Alfredo Di Stefano) dispute l'Euro 1996 en tant que 3e gardien (il était blessé) puis devient titulaire avant le Coupe du monde 1998 -suite à une superbe prestation contre la Finlande (0-1) en amical- qu'il remporte. Durant la coupe du monde jouée en France, il réalise d'excellentes performances et s'impose comme l'un des meilleurs gardiens du monde.

En mars 1999 contre l'Ukraine (0-0) en éliminatoires de l'EURO 2000 il sauve les Bleus à plusieurs reprises devant le redoutable Andreï Shevchenko, puis remporte ce même EURO 2000 en étant élu Meilleur gardien de l'Euro apres avoir été élu Meilleur gardien du Championnat de France par le bihebdomadaire France Football. A la fin de l'année, Fabien Barthez est même designé meilleur gardien de football de l'année. L'année 2000 aura été la meilleure de la carrière du natif de Lavelanet, qui s'engage à l'intersaison avec Manchester United.

En 2000, il rejoint le prestigieux club de Manchester United, pour pallier le départ du mythique Peter Schmeichel, pour la somme de 80 MF. Avec MU, il remporte deux titres de champion en 2001 et 2003 et atteint la finale de la Coupe de la Ligue Anglaise en 2003.

Après deux premières saisons d'excellente qualité, "Fabulous Fab" commet plusieurs bourdes en 2002-2003, peut-être sous le choc de l'élimination de la France au premier tour de la Coupe du Monde 2002. Fabien Barthez perd même sa place de titulaire après le quart de finale retour de Ligue des Champions contre le Real Madrid (4-3) précipitant l'élimination des "reds devils". Pourtant il remporte la Coupe des Confédérations contre le Cameroun (1-0) en signant encore deux arrêts de grande classe.

Le début de saison 2003-2004 est difficile pour "le chien fou" (un de ses multiples surnoms) qui se retrouve à "cirer" le banc du côté d'Old Trafford. Néanmoins, il conserve la confiance de Jacques Santini, le sélectionneur de l'équipe de France qui le maintient comme titulaire. Fabien Barthez lui prouve qu'il a eu raison en étant toujours irréprochable comme en Slovénie (0-2) en éliminatoires de l'Euro 2004 où il signa plusieurs parades décisives, comme à son habitude. Début 2004, il est recruté par l'OM où il atteint la finale de la Coupe de l'UEFA grâce à des performances de haut niveau face à Liverpool et Newcastle. Mais en finale, il est expulsé pour une faute impardonnable juste avant la mi-temps, provoquant un pénalty et précipitant la défaite des siens face au FC Valence (0-2).

Malgré les résultats en dents de scie du club olympien, il s'affirme comme étant toujours l'un des meilleurs gardiens en activité. Il réalise quelques matchs de haut niveau, comme contre Toulouse en 2004. Suite à la tristement célèbre "affaire du crachat" (il a craché sur un arbitre marocain lors d'un match amical au Maroc contre le WAC Casablanca) il est suspendu pour six mois et doit faire 10 Travaux d'Intérêts Généraux. La veille du dernier match de la saison, le 12 mai 2006, il annonce qu'il quitte Marseille. Toujours sans club en octobre 2006, il espère s'engager avec le Toulouse Football Club qui, malgré le départ de Christophe Revault pour Rennes continue d'ignorer les offres du gardien champion du monde appuyées par l'entraineur Élie Baup. Finalement, le 5 octobre 2006, il annonce officiellement dans le JT[1] de TF1 la fin de sa carrière de footballeur. Il aura joué au total 441 matchs de championnats, et 98 matchs de coupes d'Europe et depuis juillet un seul match de bienfaisance aux côtés de Yannick Noah avec le Varietes Club de France dans lequel figure quelques anciens internationaux comme Laurent Blanc ou Didier Deschamps