Od piątego roku życia był wychowywany tylko przez matkę, która utrzymywała raczej chłodne stosunki z jego ojcem. W wieku 12 lat zainteresował się teatrem amatorskim, następnie pobierał nauki wColorado School of Mines. W 1900 przeniósł się z matką doNowego Jorku, gdzie uczył się naUniwersytecie Harvarda oraz pracował jako dubler w wędrownym teatrze[2]. Poza tym podróżował m.in. po Europie[2], pracował na statku, był sprzedawcą w sklepie z narzędziami i handlowcem naWall Street.
W 1902 zadebiutował jako aktor naBroadwayu[3]. Po pięciu latach zostawił teatr i ożenił się z Beth Sully, córką miejscowego przedsiębiorcy Daniela J. Sully’ego[3]. Niespełna rok później znów zajął się aktorstwem, gdy się okazało, że jego teść zbankrutował. W 1915 przeniósł się doHollywood i podpisał kontrakt z wytwórnią Triangle Picture pod przewodnictwem producentaDavida W. Griffitha[3]. Mimo że już w przeciągu roku stworzył własny zespół produkcyjny, ciągle był obsadzany głównie w komediach towarzyskich. W 1917 odbył trasę po kraju w ramach wojennego programu propagandowego Liberty Loans[4]. W 1920Fred Niblo obsadził go w głównej roli w filmieZnak Zorro, a dzięki roli kalifornijskiego arystokraty, który zakłada czarną maskę, aby bronić ojczyzny przed administracją gubernatorską, zyskał ogromne uznanie widzów.
Po sukcesie w roli Zorro zaczął regularnie występować w filmach z gatunku„płaszcza i szpady”. Grał głównie bohaterów, który walczyli ze złem, a w nagrodę dostawali miłość kobiety. Z Fredem Niblo zrealizował kolejne filmy mieszczące się w tych kryteriach, m.in.:Trzech muszkieterów,Człowiek z biczem,Robin Hood iZłodziej z Bagdadu, dzięki którym uzyskał status gwiazdy. Zachwycał widzów nie tylko energią, temperamentem czy zuchwałością, ale też sprawnością fizyczną – wszystkie scenykaskaderskie wykonywał sam i w trakcie kariery nie korzystał z pomocy kaskadera (z wyjątkiem pracy przy filmieCzarny pirat [1926], przy którym zastąpił go kaskader w scenach zjazdów na linie i zjazdów po maszcie statku, ponieważ kontrakt nie pozwalał aktorowi ryzykować życiem). 16 maja 1928 wręczałOscary na pierwszej w historii gali rozdania nagród Amerykańskiej Akademii Filmowej.
W pierwszej połowie lat 30. wystąpił w filmach:Terra Melophon Magazin Nr. 1 (1930),Reaching for the Moon (1930),Mr. Robinson Crusoe (1932),Prywatne życie Don Juana (1934) iKalif Bagdadu (1937), po czym wycofał się z zawodu.
Był trzykrotnie żonaty. Z pierwszego małżeństwa, z Anną Beth Sully, miał synaDouglasa (1909–2000), który również był aktorem[1] i, podobnie jak ojciec, zmarł na atak serca, choć w sędziwym wieku[5]. W 1918 rozwiódł się z Sully[6]. 28 marca 1920 poślubił aktorkęMary Pickford[7]. Choć ich małżeństwo było uznawane przez prasę za wzorcowe, hollywoodzka śmietanka towarzyska nazywała ich „Pickfair” (od nazwisk obojga), a podczas podróży poślubnej po krajach Europy byli witani przez tłumy wielbicieli, to 10 stycznia 1936 się rozwiedli[8]. 7 marca 1936 wParyżu poślubiłSylvię Ashley[9].
Ciekawy hołd postaci Fairbanksa złożył znany reżyserDavid Lean w filmiePodróż do Indii (1984). Jedna z postaci po wykonaniu kilku akrobatycznych wyczynów krzyczy: „Jestem Douglas Fairbanks!”.
Kate Bush wspomina go w utworzeMoments of Pleasure".
