Es profesor de Historia contemporánea en la Universidad de Turín. Se ha dedicado durante varios años a estudiar la historia del movimiento obrero y la historia de la industria. Desde finales de la década de los 80, estudia las persecuciones anti-judías en Italia a partir del fascismo en 1938, que se prolongaron hasta el término de la Segunda Guerra Mundial en 1945.
En sus libros y artículos describe la aplicación concreta de la legislación racista en los diversos ámbitos de la vida social y económica, utilizando inclusive un enfoque biográfico para establecer la historia de las víctimas.
Además de este terreno de estudio, Fabio Levi se ha ocupado de la historia de la ceguera y de los problemas de integración de las personas con discapacidad visual.
Escribió la biografía de Alexander Langer, un protagonista del movimiento ambientalista y de no-violencia en la Italia de la segunda mitad del siglo XX.
En 2008 fundó el Centro Internacional de Estudios Primo Levi (www.primolevi.it), con sede en Turín, del cual es director. El centro cuenta con la participación de las instituciones más importantes de la ciudad y se dedica a promover los estudios sobre el escritor turinés y el conocimiento de su obra.