1823年12月22日，让·亨利·卡西米尔·法布尔出生于法国南部阿韦龙省的圣莱昂村，童年在马拉瓦尔的祖父母家中度过。七岁那年，法布尔回到圣莱昂上小学。十岁时，全家随父亲到罗德兹经营咖啡厅，因生意不好，四年后全家搬到了图卢兹。
因家庭经济拮据，法布尔被迫辍学。他当过铁路工人、柠檬小贩等。虽然生活艰辛，但他并没有放弃对知识的追求，一直坚持自学。19岁那年，法布尔考入阿维尼翁师范学校，并获得了奖学金。三年后，法布尔从学校毕业，之后便开始了他漫长的教学生涯。在教学、著书之余，法布尔继续自学，先后取得数学、物理学学士学位。1855年，法布尔获得巴黎科学院的博士学位，渐渐在科学界赢得名声。1865年，法国著名微生物学家巴斯德曾专程前往阿维尼翁，向法布尔请教蚕的问题。
1866年，法布尔就任阿维尼翁勒坎博物馆的馆长，英国经济学家穆勒曾两次造访他，之后两人成为好友。第二年，法布尔到巴黎谒见拿破仑三世，并获得了一枚骑士勋章。1870年，法布尔先进的教学方法招致了宗教界保守派人士的批评（例如指摘他在夜校课程中向妇女讲解花的受粉过程），被迫辞去教职，顿时，一家七口的生活陷入困境。幸亏得到穆勒的周济，一家人才得以渡过难关。之后，法布尔举家搬往奥朗日，在那里，他埋头撰写科普书、教科书，以获得微薄的收入。
1877年，法布尔16岁的儿子儒勒不幸去世。两年后，全家搬到沃克吕兹省的塞里尼昂，在那里买下了一所房子和一块荒地。法布尔把这块荒地命名为荒石园，他在那里专心观察、做实验、写书。同年，《昆虫记》首卷问世。隐居荒石园后不久，法布尔的妻子病逝。在生命的最后几年，各种荣誉不断降临在法布尔身上：村里竖立起了他的雕像；总统亲自探访他，并向他发放年金；欧洲各国的科学院纷纷邀他做名誉院士；罗曼·罗兰、梅特林克等文豪向他致敬。1915年，法布尔以92岁高龄在荒石园辞世。
法布尔一生清贫，他的大部分时间都是在乡间度过的。他著述丰富，跟不少同时代的学者成为朋友。虽然法布尔不支持演化论，但达尔文对他却尊敬有加，称他为“无可追摹的观察者”。除科学研究外，法布尔也喜欢作曲，并以普罗旺斯语写诗，曾出版过一部诗集。