2003年9月，法布雷加斯与阿森纳签约。10月末阿森纳联赛杯主场点球大战10-9击败罗瑟勒姆联队，16岁零177天的小法迎来职业生涯首秀，成为队史最年轻一线队出场球员。12月初联赛杯1/8决赛中，法布雷加斯打入职业生涯处子球，帮助阿森纳5-1大胜狼队，他也就此创造阿森纳队史最年轻进球纪录。
2003-04赛季英超，阿森纳以不败战绩夺冠，不过法布雷加斯并未在联赛登场，没能获得奖牌。2004-05赛季社区盾杯，法布雷加斯首发出战87分钟，阿森纳3-1击败曼联夺冠。征战英超首个赛季法布雷加斯就成为球队中场绝对主力。2006年夏天，阿森纳迁入酋长球场，法布雷加斯改穿维埃拉转会尤文图斯后留下的4号战袍。
他很快成为球队中场的攻防转换枢纽，与吉尔伯托·席尔瓦的组合较好填补了维埃拉留下的空缺，。2006-07赛季欧冠资格赛，法布雷加斯首次在欧战中梅开二度，帮助阿森纳3-0击败萨格勒布迪纳摩，总分5-1晋级正赛。2006年10月，他在合同期还剩6年时，就与阿森纳再续约5年球员透露温格执教阿森纳的比赛风格是他选择长期效力的原因。
2007年联赛杯半决赛，法布雷加斯率队淘汰热刺，决赛中阿森纳1-2不敌切尔西，无缘冠军。英超联赛法布雷加斯保持38轮全勤，送出11次助攻，与鲁尼并列全英超第一。法布雷加斯入选欧足联年度最佳阵容，被评为阿森纳赛季最佳球员，
2007-08赛季，随着头号射手亨利以及功勋副主席戴恩离队，法布雷加斯的表现成为球队战绩的风向标。他连续两年获得pfa年度最佳球员提名，并赢得pfa年度最佳新秀奖，首次入选pfa年度最佳阵容，还被官网球迷评为阿森纳年度最佳球员。
2008年11月，法布雷加斯接