[1]​ Considerada la voz femenina más importante del rock argentino,[2]​[3]​ en toda su carrera ha vendido aproximadamente seis millones de discos.

Al terminar el colegio, fue becada en Estados Unidos para seguir la carrera de Bellas Artes, pero dos meses luego regresó a la Argentina.

Tiempo después, Zavaleta la contacta con Viviana Tellas, quien la convence de integrar el grupo Las Bay Biscuits.

[14]​ En 1982, Daniel Melingo la invitó a integrar Los Twist junto con Pipo Cipolatti, Polo Corbella, Eduardo Cano y Gonzalo Palacios.

[15]​ Ese mismo año grabó voces para "Transatlántico art-decó" en Pubis angelical, el primer disco publicado por Charly García como solista.

En 1983, Charly García la convocó para ser corista en las presentaciones de su segundo disco solista Clics modernos.

Allí conoció a Fito Páez, comenzó una relación amorosa e inauguró un periodo de excesos.

El golpe fue duro de superar y hasta puso en jaque la continuidad del grupo.

Fue reemplazada por otras cantantes, pero la banda se seguía reuniendo de vez en cuando, como en 1988, 1991, 1992, 1996, y más.

En 1985 grabó su primer disco solista, Detectives, producido por Charly García, con temas escritos por él, Fito, Spinetta y dos en los que Fabiana compartió autoría.

La presentación se llevó a cabo en el Pub Gracias Nena, con la banda de Páez.

En este concierto participaron Fabiana Cantilo, Baglietto, Fito Páez y otros músicos, invitados por Gieco.

Esta banda (a excepción de Verónica Verdier) es con la que posteriormente grabará el álbum Sol En Cinco.

Luego, con la producción de Pedro Aznar presentó su nuevo LP, Sol en cinco, con invitados como Fito Páez, Gabriel Carámbula y David Lebón.

Del álbum se destacaba el primer corte, y único videoclip: Júpiter, con la dirección de Nahuel Lerena.

En 1999 salió un segundo CD con grandes éxitos titulado Lo mejor de Fabiana Cantilo, y es citada por Lito Vitale para participar en su disco El grito sagrado junto a María Elena Walsh, Víctor Heredia, Jairo, Alejandro Lerner, Sandra Mihanovich, Pedro Aznar y Juan Carlos Baglietto, interpretando el "Saludo a la bandera".

En noviembre de 2004, Fabiana participa como artista invitada en el recital de Gustavo Cerati que se realizó en Puerto Madero, juntos interpretaron el tema “Te llevo para que me lleves”, con una gran ovación del público.

El disco se destaca por su originalidad en los arreglos y la intervención de Gustavo Cerati en "Eiti Leda".

[cita requerida] Con respecto al título, Fabiana prefiere que no sea asociado con la idea de víctima, sino “como cada mujer pueda interpretar esa frase.

[33]​ Una vez dada de alta volvió a los escenarios con shows en La Trastienda y el ND Ateneo.

En 2009 lanza su nuevo trabajo discográfico titulado En la vereda del sol, una continuidad de su exitoso Inconsciente colectivo.

En 2012 es nominada a los Premios Gardel, como mejor Álbum Artista de Rock, por su último disco Ahora.

Este mismo año participó en la gira de Fito Páez titulada XX Después del Amor, como invitada a tocar en el Planetario porteño, junto con Charly García y Celeste Carballo.

[35]​ El 2014, además, inauguró una nueva etapa en su vida como actriz, en la primera película que se tituló "Aire Libre", dirigida por Anahí Berneri, con los protagónicos de Celeste Cid y Leonardo Sbaraglia.

El disco fue aclamado por la crítica y elegido como uno de los mejores álbumes del año por varias publicaciones, entre ellas la revista Rolling Stone Argentina.

«Aliada a Lisandro Aristimuño, la cantante cruza pop-rock con folclore y texturas electrónicas y llega más lejos que nunca» enuncia la crítica de 4 estrellas que le otorgó la revista Rolling Stone al disco, titulada «El renacimiento de Fabiana Cantilo».

[37]​ Ese año también participa en el programa de televisión emitido por Telefe "Tu cara me suena" como jurado.