- Filho de Lucy e Luiz Carlos Barreto, e irmão de Bruno Barreto, Fábio faz parte do chamado clã Barreto do cinema brasileiro;

- Seu primeiro longa-metragem, Índia, A Filha do Sol (1984), foi produzido por sua avó Lucíola Villela;

- Seu primeiro contato direto com o cinema, aos nove anos de idade, foi como ator no curta-metragem de seu irmão Bruno;

- Apesar da ligação da família com o cinema, quando jovem não tinha muito interesse em seguir a carreira no segmento e quase prestou vestibular para Agronomia;

- Em 19 de dezembro de 2009 sofreu um grave acidente automobilístico no Rio de Janeiro, na rua Real Grandeza, onde seu carro capotou. O diretor sofreu traumatismo craniano e entrou em estado de coma, permanecendo nele até os dias atuais.