Fabian Busch wird am 1. Oktober 1975 in Berlin geboren, seine Eltern sind Tänzer. Ohne Schauspielausbildung erhält er 1993 eine Hauptrolle in Wolfgang Kohlhaases "Inge, April und Mai", es folgen wichtige Rollen in Matthias X. Obergs Zug-Roadmovie "Unter der Milchstraße" (1996), Hans Christian Schmids Hacker-Thriller "23" (1998), Andreas Dresens "Raus aus der Haut" (1997) und den TV-Miniserien "Klemperer – ein Leben in Deutschland" (1999) und "Deutschlandspiel" (2000). Für den TV-Film "Zehn wahnsinnige Tage" von Christian Wagner erhält Busch eine Nominierung für den Deutschen Fernsehpreis 2000.

Nach weiteren Kinorollen, etwa in "Kalt ist der Abendhauch" von Rainer Kaufmann, wird Busch mit Hendrik Handloegtens Coming-of-Age-Film "Liegen lernen" (2003) nach Frank Goosens gleichnamigem Bestseller einem breiteren Publikum bekannt. Es folgen Rollen in Michael Kliers Drama "Farland" und Cyril Tuschis Komödie "SommerHundeSöhne" (beide 2004). Eine weitere komödiantische Rolle spielt Busch in "Videokings" (2007, Regie: Daniel Acht und Ali Eckert): einen Videothekar in Finanz- und Liebesnöten.

Neben weiteren Kinofilmen als Darsteller wie "Finnischer Tango" von Buket Alakus oder "Die Tränen meiner Mutter" von Alejandro Cardenas-Amelio dreht Fabian Busch 2008 seinen ersten Film als Regisseur: Der 13-Minüter "Edgar" über einen einsamen Witwer, für den eine Anzeige wegen Diebstahls unerwartet gute Folgen hat, erhält neben weiteren Auszeichnungen den Murnau-Kurzfilmpreis 2009.

In dem Kinofilm "Gegengerade - 20359 St. Pauli" kämpft er 2010 als Spieler des FC St. Pauli um den Aufstieg in die erste Liga.

Anschließend spielt er in zahlreichen TV-Produktionen, wie etwa in mehreren Folgen der Reihe "Tatort" (2010: "Der Schrei", 2011: "Ordnung im Lot", 2014: "Vielleicht"), sowie in den Krimiserien "Der Alte", "Spreewaldkrimi" ("Der Tote im Weiher") und "Verbrechen nach Ferdinand von Schirach" mit, in welcher er in der ersten Folge die junge Version des Protagonisten Friedhelm Fähner spielt. Aber auch im TV-Spielfilm "Blutgeld" hat er 2013 als Bluter-Patient, der sich durch eine Transfusion mit dem HIV-Virus ansteckt und infolgedessen stirbt, eine tragende Rolle.

Nach kleineren Auftritten wie in "Abseitsfalle" (2012) oder dem Kinderfilm "Quatsch und die Nasenbärbande" (2014) ist Busch 2015 wieder in einer größeren Leinwandrolle zu sehen: In David Wnendts Bestsellerverfilmung "Er ist wieder da" wird er als Fernsehproduzent mit Hitler konfrontiert, der plötzlich - 70 Jahre nach dem Ende des Zweiten Weltkriegs - wieder auftaucht.