Fabián reprezentował swój kraj w kilku kategoriach wiekowych, w 2009 jako zawodnik reprezentacji Meksyku U-20 biorąc udział w młodzieżowych Mistrzostwach Ameryki Północnej. W 2011 znalazł się we wstępnym składzie na turniej Copa América, jednak ostatecznie nie wziął udziału w tych rozgrywkach, gdyż wraz z siedmioma innymi graczami został dyscyplinarnie wyrzucony z kadry i zawieszony na pół roku w prawach reprezentanta. W 2012 w barwach olimpijskiej reprezentacji Meksyku U-23 triumfował w Turnieju w Tulonie, zostając królem strzelców. Wystąpił również na Igrzyskach Olimpijskich w Londynie, gdzie był kluczowym zawodnikiem swojej reprezentacji, która po pokonaniu w finale Brazylii zdobyła złoty medal.
W styczniu 2012 Fabián zadebiutował w pierwszej reprezentacji Meksyku w meczu towarzyskim z Wenezuelą. Premierowego gola w dorosłej kadrze narodowej strzelił rok później w sparingu z Danią. W 2013 został powołany na Złoty Puchar CONCACAF, gdzie odpadł wraz z drużyną w półfinale, natomiast rok później wziął udział w Mistrzostwach Świata w Brazylii, podczas których pełnił rolę rezerwowego, a Meksykanie zakończyli swój udział w mundialu w 1/8 finału. W 2015 wystąpił na turnieju Copa América, gdzie meksykańska drużyna odpadła w fazie grupowej.