Geboren in het Paleis van Zurbano in de Spaanse hoofdstad Madrid. Ze was de derde van de zeven kinderen van Don Gonzalo Mora y Fernández, markies van Casa Riera en graaf (van) Mora (1887-1957) en van zijn vrouw doña Blanca Aragón y Carrillo de Albornóz (1892-1981). Via haar moeder stamt ze af van de graven van Elio, Johan II van Aragón en Beatrice van Portugal. Haar doopmeter was Victoria Eugenia, koningin van Spanje. Haar broer Jaime Mora y Aragón was bekend als Spaans acteur en playboy, een schrille tegenstelling met zijn vrome zuster. Fabiola werd opgeleid als verpleegster en stond bekend om haar sociale betrokkenheid. Ze dacht eraan in het klooster te treden, maar veranderde van mening na haar ontmoeting met Boudewijn, die haar meenam naar België. Fabiola heeft twaalf sprookjes geschreven die in 1955 in Spanje gebundeld verschenen onder de titel 'Los doce Cuentos maravillosos'. Toen het boek geen succes werd, kocht ze zelf het grootste deel van de oplage op om vervolgens de boeken weg te geven. Na haar huwelijk verscheen de bundel ook in België, waar het wel een succes werd. De vertaling' De twaalf wonderlijke sprookjes van Koningin Fabiola' werd in 1961 uitgegeven bij Desclée de Brouwer, vertaald door Lia Timmermans. Ter gelegenheid van de vijftiende verjaardag van attractiepark De Efteling werd de attractie De Indische Waterlelies gebouwd, een uitbeelding van een van de twaalf sprookjes. Fabiola bezat samen met haar echtgenoot de villa Astrida (genoemd naar koningin Astrid) in Motril (Spanje), waar ze jaarlijks vakanties doorbrachten. Tijdens hun vakantie in 1993 overleed koning Boudewijn daar op 31 juli. Medio januari 2009 werd Fabiola enige tijd in een ziekenhuis opgenomen voor een infectie van de luchtwegen nadat zij enkele dagen eerder een schildklieroperatie had ondergaan. Haar gezondheidstoestand was ernstig en daarbij leed ze zichtbaar aan artrose en reuma. Ze kon na enige tijd het ziekenhuis weer verlaten. Nadien verscheen ze in het openbaar in een rolstoel en voor het laatst tijdens de herdenkingsplechtigheid van de 20ste verjaardag van het overlijden van haar man, koning Boudewijn, op 31 juli 2013. Nadien leefde ze teruggetrokken in het Kasteel van Stuyvenberg te Laken, waar ze overleed. Op vrijdag 12 december 2014 werd Fabiola, na een requiemmis in de Kathedraal van Sint-Michiel en Sint-Goedele en de absoute in de Onze-Lieve-Vrouwekerkijgezet bij haar echtgenoot Boudewijn in de Koninklijke Crypte.