Fabio Mazzucco est originaire d'Este, une commune située en Vénétie. Il commence le cyclisme en 2006 vers l'âge de six ans. Dès sa première saison, il s'impose sur seize courses[1],[2]. En 2016, il prend la troisième place du championnat d'Italie du contre-la-montre juniors (moins de 19 ans).
Il passe finalement professionnel en 2020 au sein de l'équipe Bardiani CSF-Faizanè, qui l'engage pour deux ans[5]. Dès sa première saison, il est aligné sur Milan-San Remo, son premier monument, où il participe à la première échappée longue de 265 kilomètres[6]. En octobre, il dispute le Tour d'Italie, son premier grand tour, en étant le plus jeune participant de l'édition[7].
En fin d'année 2022, il n'est pas conservé par les dirigeants de Bardiani CSF-Faizanè. Fabio Mazzucco trouve alors refuge au sein de l'équipe continentale MG.K Vis-Colors For Peace en 2023. Le 18 janvier 2023, il est contrôlé positif à l'EPO lors d'un contrôle hors compétition. Il est suspendu par l'Union cycliste internationale (UCI) en avril et peut demander l'examen de l'échantillon B. Au cours de cette saison, Mazzucco a accumulé huit jours de course en compétition, sans obtenir de résultats notables[8]. En mai, l'UCI annonce le suspendre pour trois ans, ce qui l'interdit de toute compétition avant le [9].
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