ファビオ・ミレッティは2003年8月3日、トリノ近郊のピネローロで生まれ、2011年にユヴェントスのアカデミーへ加入した。2021年2月にU23（後のネクストGen）でプロデビューし、2021年12月のチャンピオンズリーグ・マルメ戦でトップチームでもデビューした。
2022年5月にはヴェネツィア戦でセリエA先発出場し、ユヴェントス所属の2002年以降生まれ初のセリエA先発選手となった。2022年8月にトップチーム正式昇格後は、2003年生まれの選手として初のセリエA・アシストも記録。複数シーズンにわたってトップで多数の試合に出場している。
2024年8月にはセリエA出場機会を確保するため、2024-25シーズンにジェノアへレンタル移籍。シーズン後にユーヴェのトップチームへ復帰した。
イタリア代表ではU18からU21まで各年代を経験し、複数得点を記録。2022年11月のオーストリア戦で途中出場しA代表デビューを飾った。
身長184センチのセントラル／攻撃的MFで、しっかりとした技術、視野の広さ、ボールコントロールが武器。アカデミー出身でPAに飛び込めるタイプのため、元ユーヴェのクラウディオ・マルキージオと比較されることが多く、ユーヴェにとって世代屈指のホームグロウンMFと位置付けられている。