Famoso tanto como ator quanto cantor, Fábio Jr. nasceu em São Paulo, em 21 de novembro de 1953, com o nome de Flávio Ayrosa Correia Galvão. Menino, já tentava a sorte como cantor em programas infantis como o Mini-Guarda, da TV Bandeirantes. No início dos anos 70, antes de adotar o nome de Fábio Jr., seguiu a tendência do mercado daquela época, para não ser confundido com o ator Flávio Galvão e começou a apresentar o programa Hallelluyah! na extinta TV Tupi ao lado do cantor Sílvio Brito.
Nos anos 1960, junto com seus irmãos formou um conjunto que tocava no programa Mini-Guarda na TV Bandeirantes, no auge da Jovem Guarda, o nome do grupo era Os Namorados, depois passou a se chamar Bossa 4 e finalmente Arco-Íris. Chegaram a se apresentar como calouros no programa do Chacrinha.
Ainda na Rede Bandeirantes, aos 13 anos passou a fazer teleteatro ao lado de Cacilda Becker e na TV Cultura, atuou no episódio “Um pássaro em meu ombro”, ao lado de Etty Frazer e Paulo Autran. Em 1971 já em carreira solo gravou 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).
A televisão foi um meio fundamental para a carreira de Fábio. Gravou seu primeiro compacto como Fábio Júnior em 1975 e em 1976 foi convidado para participar da novela Despedida de Casado na Rede Globo a mesma acabou sendo censurada, mas o elenco foi aproveitado para novela Nina em 1977 na mesma emissora. No episódio "Toma que o Filho é Teu" do seriado "Ciranda Cirandinha" em 1978 cantou sua composição "Pai" e Janete Clair escolheu a canção como tema de abertura de sua nova trama, Pai Herói. Em 1979 atuou no filme Bye Bye Brasil, de Cacá Diegues.
Seu primeiro LP foi lançado em 1979, 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 lhe haviam dado o epíteto de sucessor de Roberto Carlos. Em 1985 voltou à televisão 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 festival chileno 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).
Fábio casou-se 7 vezes e tem cinco filhos: Cleo, Krizia, Tainá, Fiuk e Zaion. Em 1976 se casou pela primeira vez com Tereza de Paiva Coutinho, que não faz parte do meio artístico. Com a atriz Glória Pires, casou pela segunda vez, com quem teve uma filha, a também atriz Cléo Pires. É também pai de Krizia, Tainá, e Filipe Galvão (Fiuk), frutos do seu casamento com Cristina Karthalian. Foi casado com a atriz Guilhermina Guinle de 1993 a 1998. Em 2001, casou-se com a atriz Patrícia de Sabrit, mas o casal se separou três meses depois. Casou-se pela sexta vez no dia 1 de setembro de 2007 com a modelo Mari Alexandre. Em 2009, nasceu o primeiro e único filho do casal, Záion. Devido a uma vasectomia feita por Fábio, Mari recorreu a fertilização in vitro para conseguir engravidar. Separaram-se em 2010. Em novembro de 2016 casou-se pela sétima vez com Fernanda Pascucci.
