Fábregas atvyko į "La Masia", Barselonos jaunimo akademiją, išvykdamas 16 metų, kai jis buvo pasirašytas su "Arsenal" 2003 metų rugsėjį. Po pagrindinių vidurininkų sužalojimų 2004-2005 m. sezono pradžioje, jis toliau įsitvirtino komandoje. Jis sulaužė keletą klubo rekordų, užsitarnavo reputaciją kaip vienas geriausių savo pozicijos žaidėjų ir laimėjo FA taurę 2005 metais. 2011 m. rugpjūčio 15 d. Fabregas išvyko iš Londono ir sugrįžo į Barseloną, už kurį buvo sumokėta 35 mln. svarų sterlingų. Per savo trejus metus "Camp Nou", Fàbregas žaidė kartu su Xavi ir Andrés Iniesta ir laimėjo La Liga titulą, Karaliaus taurę, FIFA klubo pasaulio taurę, UEFA Super taurę.
ir du Ispanijos super puodelius. 2014 m. birželį jis grįžo į Londoną, kur už 30 mln. svarų sumokėjo "Arsenal" varžovams "Chelsea" ir per pirmuosius metus ten padėjo užsitikrinti Lygos taurės ir Premjerų lygos triumfą.