Fábri Zoltán Budapesten született 1917. október 15-én. Már a középiskolában vonzódott a művészetekhez: rajzolt, az iskolai előadásokhoz díszletet tervezett, rendezett. A Képzőművészeti Főiskolán a felkínált tanársegédi állást nem fogadta el, s harmadévesen, 1938-ban beiratkozott a Színművészeti Akadémiára. Már két év múlva a Vígszínház ösztöndíjas rendezőnövendéke volt, diplomájának megszerzése után, 1941-től a Nemzeti Színházban dolgozott színészként, díszlettervezőként és játékmesterként. 1943-ban katonai behívót kapott, a fronton amerikai hadifogságba került.

A második világháború után a Vígszínházban kezdte újra, 1946-tól a Várkonyi Zoltán szervezte Művész Színházban folytatta alkotói pályafutását, 1948-ban a Nemzeti Színház rendezője, 1949-ben az Úttörő Színház igazgatója lett. 1950-ben „káderfejlesztéssel” került az államosított Hunnia Filmgyárhoz, ahol művészeti igazgatóként ő tervezte a Déryné és az Erkel című filmek díszleteit. Első filmje, a Vihar 1953-ban készült, s miután a kommunista kultúrpolitika mindenható irányítója, Révai József politikailag „helyesebbre” dolgoztatta át, Fábri megkapta első Kossuth-díját.

Különleges érzékkel nyúlt az irodalmi alapanyagokhoz, egyszerű adaptációnál mindig többet alkotva. 1955-ben Sarkadi Imre novellájából készült a Körhinta Soós Imre és Törőcsik Mari főszereplésével, amelynek cselekménye megfelelt a kultúrpolitika által előírt sematizmus összes követelményének, a szövetkezet és a magángazdaság konfliktusán keresztül mégis a paraszti nemzedékek ellentétéről, a párválasztás szabadságáról szólt, képes volt az emberi kapcsolatok, érzelmek és konfliktusok drámai ábrázolására. A Körhinta mára klasszikussá vált, 2017-ben a cannes-i fesztivál történetének 24 klasszikus alkotása között vetítették a felújított változatot.

A következő évben készült Móra Ferenc kisregényéből a Hannibál tanár úr, 1958-ban Kosztolányi Édes Anna című regényét vitte filmre. Pályájának egyik csúcspontja a Sánta Ferenc művéből készült Húsz óra (1964), amely a magyar parasztság 1945 utáni viharos történetét mutatja be. A Két félidő a pokolban (1961) a munkaszolgálat rémségeire emlékeztet, az Utószezon (1966) szatirikus formában boncolgat súlyos lelkiismereti kérdéseket.

1968-ban amerikai–magyar koprodukcióban, angol gyerekszereplőkkel vitte filmre Molnár Ferenc klasszikusát, A Pál utcai fiúkat. Örkény István groteszk kisregényéből rendezte az Isten hozta, őrnagy urat (1969), ebben a Latinovits Zoltán által megformált őrnagy a hatalom visszaéléseit mutatja be egy család életében. A Kaffka Margit regényéből készült Hangyaboly (1971) egy apácazárda zárt világát ábrázolja, a Déry Tibor műve alapján forgatott 141 perc a befejezetlen mondatból (1974) pedig az 1930-as években egy polgári származású fiatalembernek a munkásmozgalomhoz való közeledését mutatja be.

Az ötödik pecsét (1975) ismét Sánta-adaptáció, a nyilas rémuralom idején játszódó példabeszéd az emberi szabadságról, a választásról szabadság és szolgaság között. A Magyarok (1977) a második világháború alatt Németországba telepített parasztokról szól, a Fábián Bálint találkozása Istennel (1980) pedig az első világháború végének zűrzavarát idézi fel. Utolsó filmje, az 1983-ban bemutatott Gyertek el a névnapomra volt. Élete végén visszatért a festészethez, expresszionista stílusú képeit több gyűjteményes tárlaton állította ki.

Pályája során 22 filmet rendezett, közülük a legtöbbnek maga volt a forgatókönyvírója, nemegyszer díszlettervezője is. Művei morális példázatok, arra keresik a választ, miként őrizheti meg az ember önmagát, erkölcsi tartását a történelem viharában, ahogy egyik szereplőjével mondatja: „Játékosok és zsetonok vagyunk egy személyben. Ez a Történelem!” Ugyanakkor tucatnyi forgatókönyvét utasították el, 1956-ról nem forgathatott, megszólalási lehetőségeit többször is korlátozták.

1958-tól 1981-ig a Magyar Film- és Televízióművészeti Szövetség elnöke, majd tiszteletbeli elnöke volt. 1970-től tanított a Színház- és Filmművészeti Főiskolán, 1993-ban lett tagja a Széchenyi Irodalmi és Művészeti Akadémiának. 1965-ben kiváló művész címet kapott, a Kossuth-díjat másodszor 1955-ben, harmadszor 1970-ben vehette át, 1992-ben megkapta a Magyar Köztársasági Érdemrend középkeresztjét. Húsz óra című filmjét Velencében és Moszkvában is kitüntették, A Pál utcai fiúkat Oscar-díjra jelölték, Requiem című alkotásának forgatókönyvéért 1982-ben Berlinben Ezüstmedvét kapott.

Fábri Zoltán 1994. augusztus 23-án Budapesten hunyt el. 2013-ban Hetvenöt perc Fábri Zoltán filmrendezőről címmel Medgyesi Gabriella készített filmet róla. Születésének centenáriumára jelent meg Barabás Klára A történelem körhintáján, Fábri 100 című könyve.