Fra 1986 til 1990 var Di Fabio vitenskapelig medarbeider ved Institut für Öffentliches Recht ved Universität Bonn, fra 1990 til 1993 ved samme institutt vitenskapelig assistent. I 1993 habiliterte han seg med en avhandling om , og i mai 1993 ble han professor ved Westfälische Wilhelms-Universität i Münster. I november samme år fikk han et professorat ved Universität Trier.