Originaire de San Miguel de Tucumán, dans la province du Tucumán en Argentine, Franco Fagioli naît le 4 mai 1981.
Détenteur par ses origines familiales de la double nationalité argentine et espagnole, il apprend d'abord le piano au conservatoire local avant de prendre des cours de chant au Théâtre Colón de Buenos Aires. Le jeune chanteur est alors remarqué pour sa tessiture particulière de contreténor, étendue sur trois octave, qu'il développe avec les professeurs Ricardo Yost et Mercedes Alas. En 1997, il intègre la chorale de San Martin de Porres.
C'est ensuite en Europe que se déroule la carrière de Franco Fagioli qui chante dans les grandes salles du continent sous la direction de grands chefs d'orchestre comme Riccardo Muti, René Jacobs, Nikolaus Harnoncourt, Alan Curtis, Christophe Rousset, Rinaldo Alessandrini, Gabriel Garrido et Riccardo Minasi qui devient un partenaire privilégié. Son répertoire majoritairement baroque l'amène à interpréter en nombre des opéras de Haendel tels Giulio Cesare, Ariodante, Teseo ou Berenice. Les deux derniers font l'objet d'enregistrements publiés en 2009 et 2010. En outre, il s'illustre en Néron dans Le Couronnement de Poppée ou en Arsace dans Aureliano in Palmira de Rossini.
Parallèlement à la scène, le chanteur argentin enregistre plusieurs volumes consacrés aux arias de Mozart et Haendel (2004), à des chansons et cantates baroques (Canzone e Cantate, 2010) et au répertoire du castrat italien Gaetano Majorano dit « Caffarelli » (Vinci, Leo, Hasse, Pergolèse, Cafaro) dans Arias for Caffarelli (2013). En 2014, il collabore avec Alessandro de Marchi pour l'hommage Il Maestro Porpora Arias.
Lauréat du concours Stimmen de la Fondation Bertelsmann à Gütersloh (Allemagne) en 2003, Franco Fagioli est également récompensé par la Fondation Konex en 2009 et remporte le Premio Abbiati, un grand prix italien, en 2011. L'année suivante paraît en CD et DVD l'opéra Artaserse de Leonardo Vinci, où il chante aux côtés de Philippe Jaroussky et Max Emanuel Cencic sous la baguette de Diego Fasolis. Le même compositeur est à l'honneur en 2015 avec l'opéra Catone in Utica, toujours avec Max Emanuel Cencic, sous la direction de Riccardo Minasi. En 2016, il change de style pour son récital Rossini, consacré à des rôles de travestis, interprétés jadis par des femmes au timbre mezzo-soprano. Sous la direction de George Petrou avec son ensemble Armonia Atenea, il reprend des airs de bel canto méconnus du répertoire du compositeur italien.
