Fabrizio Ferracane nasce a Mazara del Vallo, in Sicilia. È attore di cinema, teatro e televisione.
Nel 1998 si diploma presso la Scuola di Teatro Teatès di Palermo diretta da Michele Perriera.
La sua formazione prosegue attraverso laboratori teatrali con Franco Scaldati, Mimmo Cuticchio, Laila Tabel, Riccardo Caporossi, Emma Dante, Danio Manfredini, Claudio Collovà, Pierpaolo Sepe, Stefania De Santis, Giuliano Vasilicò, Davide Iodice.
Durante gli anni giovanili è impegnato in teatro come attore e regista di spettacoli - quali "W Niatri" con Michele Riondino e Daniele Pilli e "Sutta Sutta" con Giuseppe Massa - presentati in festival italiani e stranieri. Nel 2010 fonda la Compagnia Marino-Ferracane insieme a Rino Marino, autore, regista e attore teatrale con il quale mette in scena molti lavori, tra cui "Ferrovecchio", "Orapronobis" e "La malafesta". Con "Ferrovecchio" ricevono il Premio Giuria Popolare e Menzione della Critica al Premio Dante Cappelletti. Nel 2017 è protagonista nel Tito Andronico tratto da William Shakespeare e diretto da Gabriele Russo.
Per la televisione lavora negli anni con diversi registi tra cui Alexis Sweet, Enzo Monteleone, Beniamino Catena, Renato De Maria, Gianfranco Albano, Alberto Sironi, Daniele Vicari, recitando in numerose serie tv: da Trust di Danny Boyle a Counterpart prodotta da STRARZ/MRC, da Il capo dei capi a Squadra antimafia 2, Il segreto dell'acqua, Lampedusa, Il Commissario Montalbano, Prima della notte, Felicia Impastato, Gli orologi del diavolo, L'ora - Inchiostro contro piombo.
Il debutto al cinema avviene invece nel 1999 con la partecipazione al film Malena di Giuseppe Tornatore. Nel 2013 è tra i protagonisti del film di Francesco Munzi, Anime nere, presentato in Concorso alla 71. Mostra Internazionale d'Arte Cinematografica di Venezia. Riceve per la sua interpretazione le candidature per Miglior attore protagonista sia ai David di Donatello che ai Nastri d'Argento e Globi D'Oro e il Premio speciale Efebo D'Oro.
Nel 2016 è il protagonista della commedia Ho amici in paradiso, opera prima di Fabrizio Maria Cortese, girato con gli ospiti dell'Istituto "Don Luigi Guanella" di Roma. Nel 2017 partecipa al Festival di Cannes nella sezione Un Certain Regard con il film Apres la guerre - Dopo la guerra di Annarita Zambrano e alla Mostra del Cinema di Venezia con L'ordine delle cose di Andrea Segre, presentato tra gli Eventi speciali.
Nel 2019 vince il Nastro d'Argento come Miglior attore non protagonista per aver dato anima e volto al personaggio di Pippo Calò nel film Il traditore di Marco Bellocchio, presentato in Concorso al Festival di Cannes. Per lo stesso film rientra nella cinquina dei David di Donatello, nominato come Miglior attore non protagonista e riceve il Premio Ennio Fantastichini.
Tra il 2020 e il 2021 si presenta per Fabrizio Ferracane un periodo davvero ricco di film e serie tv, che gli permettono di misurarsi con nuove sfide, calandosi nei panni di personaggi molto diversi da quelli interpretati in passato. È impegnato sul set di La terra dei figli di Claudio Cupellini tratto dal fumetto di Gipi, L'Arminuta di Giuseppe Bonito, trasposizione cinematografica del romanzo di Donatella Di Pietrantonio, Leonora Addio di Paolo Taviani, Scuola di Mafia di Alessandro Pondi, Ariaferma diretto da Leonardo Di Costanzo nell'ex carcere San Sebastiano di Sassari, Il paradiso del pavone di Laura Bispuri, il teen drama Non mi uccidere di Andrea De Sica, disponibile in streaming, e Diario di spezie di Massimo Donati, tratto dal suo omonimo romanzo, nel quale interpreta da protagonista un misterioso restauratore belga di quadri fiamminghi.