Fabio Luisi studeerde piano aan het conservatorium in Genua en directie bij Milan Horvat in Graz. Sinds het seizoen 2022/2023 is hij chef-dirigent van het NHK Symphony Orchestra Tokyo. Daarnaast is hij chef-dirigent van het Dallas Symphony Orchestra en van het Danish National Symphony Orchestra.
De Italiaan is ook music director van het Festival della Valle d’Itria in Puglia en eredirigent van zowel het Orchestra Sinfonica Nazionale RAI als het Teatro Carlo Felice in zijn geboortestad Genua.
Als voormalig chef-dirigent van de Wiener Symphoniker werd Fabio Luisi geëerd met de Anton-Bruckner-Ring en -Medaille. Hij stond ook aan het hoofd van onder meer de Dresden Staatskapelle, het Orchestre de la Suisse Romande, het Tonkünstler-Orchester in Wenen, de Grazer Philharmoniker, de Sächsische Staatsoper en de Metropolitan Opera in New York.
Voor zijn opnamen van Wagners Siegfried en Götterdämmerung won Fabio Luisi een Grammy Award en de dvd, live opgenomen bij de Metropolitan Opera, werd in 2012 bij de Grammy Awards uitgeroepen tot beste opera-opname. Zijn uitgebreide discografie bevat verder onder meer Bruckners Negende symfonie met de Staatskapelle Dresden, waarvoor hij een Echo Klassik Preis in de wacht sleepte, en de zelden gespeelde eerste versie van Bruckners Achtste met Philharmonia Zurich.
Bij het Concertgebouworkest is Fabio Luisi een regelmatige gast sinds zijn debuut in 2005. In juni 2022 leidde hij bij het orkest de Ammodo Masterclass Dirigeren. Hij is ook een gepassioneerd parfumeur.