Fabienne Conrad est diplômée de Sciences Po Paris. Après l'obtention du Premier prix de formation musicale et de piano, elle se dirige vers le chant et intègre l'Ecole Supérieure de Chant de Madrid. Puis, elle remporte le concours des jeunes interprètes féminines de Madrid. Dès 2006, elle obtient son premier rôle dans les Dialogues des Carmélites (Poulenc) au Teatro Real de Madrid.

Elle est invitée en 2011 à chanter le rôle-titre féminin de Roméo et Juliette au Palais des Princes Évêques de Liège, où elle retourne deux ans plus tard en Donna Anna dans Don Giovanni. Entre temps, en 2012, elle chante Violetta dans La Traviata à Rouen, où elle est de nouveau distribuée en 2014, dans les quatre rôles de soprano (Olympia, Antonia, Giulietta et Stella) des Contes d'Hoffmann. La même année, elle chante lors des cérémonies internationales de commémoration de la Grande Guerre en Belgique. En 2015, elle obtient le rôle-titre dans Mireille de Gounod au Centre culturel Villebon et joue Micaëla dans Carmen au Pin Galant à Bordeaux. En 2016, elle s'empare du rôle-titre de Manon de Massenet à l'Opéra National de Lituanie et de celui d'Eliza Doolittle dans My Fair Lady de Loewe à Metz. L'année suivante, elle est la Princesse de Gonzague dans Cinq-Mars (Gounod) à Leipzig et chante Lucia dans une version concert de Lucia di Lammermoor au Festival Les Soirées Lyriques de Sanxay. En 2018, elle endosse le rôle de Mimi dans La Bohème à Massy, puis le rôle-titre de Norma au Théâtre de Douai en 2019. L'année suivante, l'Opéra d'État Stara Zagora l'invite à chanter Liu dans Turandot. 

En 2021/2022, Fabienne Conrad interprétera Josepha dans L'Auberge du Cheval-Blanc pour ses débuts à Lausanne en décembre.