Fagerheim ble i 1929 uteksaminert fra Underoffisersskolen for kavaleriet. I 1938 tok han teologisk embedseksamen ved Det teologiske menighetsfakultet. Etter å ha arbeidet som lærer ble han i 1939 innkalt til det militære, og 1. april 1940 tilsatt som instruktør ved Befalsskolen for kavaleriet.