Começou na música tocando com os irmãos em grupos como Os Colegiais, Os Namorados, Bossa 4 e Arco-Íris e, mais tarde (em 1971) se lançou em carreira solo gravando canções em inglês (com pseudônimos como Uncle Jack e Mark Davis, sendo que como o último teve um hit, "Don't Let Me Cry", de 1973).
Adotou o pseudônimo de Fábio Júnior para não ser confundido com o ator Flávio Galvão e começou a apresentar, ao lado do cantor Sílvio Brito, o programa Hallelluyah!, na extinta TV Tupi.
A televisão foi um meio fundamental para a carreira de Fábio. Gravou seu primeiro compacto como Fábio Júnior em 1975. No ano seguinte, participou de sua primeira telenovela, Despedida de Casado, que foi censurada. Sua estréia na tela se deu na novela Nina, mas uniu seus dois talentos em um Caso Especial chamado "Ciranda Cirandinha", na Rede Globo, que se tornou série. No episódio "Toma que o Filho é Teu" lançou a música "Pai", que inspirou a novela Pai Herói, em 1979. Até hoje, esta é sua canção mais emblemática.
Em 1976 se casou pela primeira vez com Tereza de Paiva Coutinho, que não faz parte do meio artístico. Em 1980 atuou pela única vez no cinema ,no filme Bye Bye Brasil, de Cacá Diegues. Seu primeiro LP foi lançado em 1981, mas Fábio Júnior não abandonou a carreira de ator, trabalhando nas novelas Cabocla, em 1979, Água Viva, em 1980, O Amor é Nosso, em 1981 e Louco Amor, em 1983, todas na Rede Globo. Em 1983 gravou seu primeiro especial para a TV (Nunca Deixe de Sonhar) e passou a se dedicar somente à carreira de cantor, cuja tradição em baladas românticas já haviam lhe dado o epíteto de sucessor de Roberto Carlos. O casamento com a atriz Glória Pires (garantindo o papel de "casal perfeito", que os levou a representar Romeu e Julieta em um especial de televisão) também garantiu os holofotes necessários ao cantor. Em 1982 nasceu sua primeira filha, a também atriz Cléo Pires. Em 1985 voltou à TV com a novela Roque Santeiro e trocou a Som Livre pela CBS. Na nova gravadora, passou a dedicar-se à sua carreira em castelhano, que culminou em 1987, quando ganhara o prêmio "Antorcha de Plata" (Tocha de Prata) no festivalchileno de Viña del Mar. Nesse mesmo ano gravou a canção "Sem limites pra sonhar" com a cantora britânica Bonnie Tyler (que cantava a parte da letra em inglês).
É também pai de Krizia, Tainá e Filipe Galvão, frutos do seu casamento com Cristina Karthalian.
Teve um casamento relampago com a atriz Patrícia de Sabrit que só durou 3 meses.
Casou-se pela sexta vez no dia 1 de setembro de 2007 com a modelo Mari Alexandre. Em 2009, teve um filho com a modelo. Como fezvasectomia, Mari precisou utilizar a fertilização in vitro para engravidar.
A Globo confirma oficialmente que Filipe Galvão conhecido como Fiuk,seu filho com Cristina Karthalian,será o protagonista da nova temporada de Malhação que estréia em novembro de 2009
