Además de desarrollar una intensa carrera solista, ha tocado en diversos formatos: Los Shakers, Opa, Grupo del Cuareim, Los Pusilánimes, La Escuelita, Trío Fattoruso, Rey Tambor, Ha Dúo, Dos Orientales, Barrio Sur, Trío Oriental, Cuarteto Montevideano, entre otros.
Colaboró con los músicos Milton Nascimento, Hermeto Pascoal, Eduardo Mateo, Chico Buarque, Rubén Rada, Jaime Roos, Airto Moreira y Djavan, entre otros.
Hacia 1959 se integró en la banda de swing y dixieland The Hot Blowers, por la cual pasaron otros músicos como Osvaldo Fattoruso, Rubén Rada, Federico García Vigil, Paco Mañosa, Cacho de la Cruz, Moris Pardo, Ringo Thielmann, Tomás "Chocho" Paolini, Guillermo Facal, Moisés Rouso, Ramón "Bebe" Alfonso, Enrique "Pelo" de Boni y Daniel "Bachicha" Lencina.
[2] Los Shakers, en su formación original, volvieron a juntarse en 2005, grabaron el disco Bonus Tracks, con temas nuevos, y realizaron una serie de presentaciones.
Allí tocaron con Airto Moreira y formaron el grupo Opa, junto a Ringo Thielmann.
La Escuelita, así llamó Jaime Roos a la banda, editó su propio disco, Ahora sí!!
Hugo también formó la banda de fusión Los Pusilánimes, con la cual grabó el casete Qué suerte!
[9][10][11] En 1990 editó en Brasil, en el sello Som da Gente, bajo la producción de Hermeto Pascoal,[12] Oriental, su segundo álbum solista.
[15] En 1997, Hugo Fattoruso residía en Nueva York donde grabó el álbum Homework (en su casa y en estudio), editado internacionalmente por el productor Neil Weiss en su sello Big World Music, que un año antes había publicado Montevideo de Ruben Rada, disco donde también participó Hugo.
Fattoruso también se ha presentado en trío de jazz acústico con Popo Romano y Martín Ibarburu.
En 2008, Hugo volvió a Japón (había estado en 1985 con la banda de Djavan) para realizar una gira de dos meses, primero con el Trío Fattoruso (ocho recitales en seis ciudades: Komatsu, Sendai, Tokio, Kioto, Nagoya y Yokohama) y luego a dúo con el percusionista japonés Yahiro Tomohiro, junto a quien grabó el CD Dos orientales, editado en 2008 en Japón.
En este viaje, Fattoruso también colaboró (compuso piezas instrumentales y tocó en vivo) con un prestigioso grupo de cuerdas que lidera la violinista Aska Kaneko y con el que grabó el disco Encuentro (2009).
[19] Con Yahiro Tomohiro, como Dos orientales, ha vuelto a grabar Orienta en 2011 y Tercer viaje en 2016.
[20] En 2009 también grabó dos discos editados de manera limitada: Canciones y Ángeles, el segundo casi instrumental.
Canciones sin fin, editado en Japón en 2013, presenta similitudes con estos dos discos, aunque tiene más presencia de piano.
Su primer disco, Neo (2013), recibió en 2014 el Premio Graffiti a mejor álbum de música popular y canción urbana.
En 2018 el sello inglés Far Out Recordings, especializado en música brasileña, editó en CD y vinilo Hugo Fattoruso y Barrio Opa, un álbum grabado en los estudios Sondor que retoma el sonido de la banda Opa.