Getauft am 16. November 1624 in Beemster als Sohn des Pieter Carelsz., eines Schulmeisters und im Nebenberuf Malers. Bruder des Carel Fabritius (1622-1654). 1641 wurde er zusammen mit seinem Bruder in die reformierte Kirche von Midden-Beemster aufgenommen. In dem diesbezüglichen Dokument werden beide als „Zimmermann" genannt, wovon sich vielleicht ihr Beiname Fabritius (von lat. faber, d. h. Handwerker) ableitet. 1643 gehörte Barent noch der kirchlichen Gemeinde in Midden-Beemster an. Danach trat er vermutlich in die Werkstatt Rembrandts in Amsterdam ein, der bereits seinen Bruder ausgebildet hatte. Sein frühestes datiertes Gemälde ist das Frankfurter „Selbstbildnis" von 1650. Am 18. August 1652 heiratete er in Beemster Catharina Mussers, die wie sein Bruder in Delft lebte. Er selbst wohnte damals in Amsterdam. 1653 und 1655 wurden zwei Söhne in Beemster getauft. Um 1656 ließ er sich in Leiden nieder, wo er die Familie eines Stadtbaumeisters porträtierte, 1657 ein Haus mietete, 1658 der Malergilde beitrat und 1660/61 fünf Bibelgleichnisse für die Lutherische Kirche ausführte. 1665/66 war er erneut in Beemster, später wieder in Amsterdam, wo er am 20. Oktober 1673 auf dem Leidschen Kirchhof, einem Friedhof für arme Leute, begraben wurde. Er ließ sechs Kinder zurück. Seine Frau war 1701 noch am Leben.
Sein etwa 50 erhaltene Gemälde umfassendes Œuvre besteht vor allem aus Historien, die biblische und mythologische Themen darstellen. Daneben kommen auch Allegorien, Bildnisse, Figuren- und Genrebilder vor. Man schreibt Fabritius eine Anzahl zumeist lavierter Federzeichnungen zu. Stilistisch prägten ihn Rembrandt und vielleicht mehr noch der Luminarismus und die Perspektivkunst seines Bruders Carel. Im Lauf der 1660er Jahre bildete er einen manierierten Figurenstil aus. In allen seinen Stilwechseln zeigt Fabritius stets ein erdiges Kolorit als seine unverwechselbare Handschrift.