Після війни почав брати участь у змаганнях з підйому на пагорб, спортивних авто. Почав брати участь у гонках з 1926, завдяки першим перемогам потрапив до команди Maserati. У квітні 1931 на Гран-прі Монако до останнього боровся за перемогу з Луїсом Широном на Bugatti Type 51. На гонках у Монца він переміг Широна, Акілле Варці, Таціо Нуволарі, 1932 переміг на Гран-Прі Риму, що дозволило перейти до Alfa Romeo/ (1933). На Alfa Romeo Tipo B P3 переміг у Кубку Ачербо, Гран-Прі Комменж, Італії. Це дозволило 1934 перейти до фаворита гонок, команду Мерседес. У ній він переміг у Кубку Ачербо, Гран-прі Італії, Іспанії, Кубку Ласарте. Фаджолі був знаний своєю гарячою вдачею на трасі, запальним характером, що проявився у напружкних відносинах з механіками, керівництвом команди. Це не завадило йому 1935 перемогти у Гран-Прі Монако, Барселони, гонку АФУС у Берліні. По результатам року він став віце-чемпіоном Європи і перейшов наприкінці 1936 до основного конкурента команди Мерседес - команди Auto Union. Відносини з Рудольфом Караччіолою загострились настільки, що у Триполі Фаджолі розпочав з ним бійку. Незабаром через загострення ревматизму він змушений був ходити з паличкою і покинути гонки. Стан здоров'я покращився після завершення світової війни і 52-річний Фаджолі приєднався до команди Alfa Romeo (1950). У шести гонках п'ять разів побував на подіумі, що дозволило зайняти третє місце FIA у чемпіонаті світу. Завершального року своїх виступів 1951 він виграв Гран-Прі Франції, ставши найстаршим переможцем Гран-Прі.
Він підписав 1952 контракт з Lancia на участь у гонках спортивних автомобілів і був дуже гордий собою не за третє місце у Mille Miglia, а тим що обійшов Рудольфа Караччіолу. На тренуванні Гран-Прі Монте Карло у тунелі він врізався у колону і вилетів з машини. Його перевезли непритомним до лікарні з переламаними рукою і ногою. Через чотири дні він прийшов до свідомості і, здавалось, почав поправлятись, але через три тижні в нього відмовила нервова система і він помер у віці 54 років.