Fellay studerte fra 1977 ved St. Pius X-broderskapets presteseminar i Ecône i den sveitsiske kantonen Wallis, og ble presteviet av broderskapets grunnlegger, erkebiskop Marcel Lefebvre, i 1982. Han ble samtidig utnevnt til økonom ved broderskapets generalhus og hadde forskjellige pastorale oppgaver.