Mặc dù là thời gian yên bình nhưng nhiều lần người ngoại giáo đã tấn công Kitô Hữu, và khi hoàng đế Philip từ trần thì thời gian bình an cũng chấm dứt. Hoàng đế mới là Decius (249-251). Nhằm phục hưng đế quốc ông đã nhìn thấy ở Ky-tô giáo không những là một đạo ngoại lai bị cấm mà còn tai hại cho nền thống nhất. Ông quyết đương đầu bằng một cuộc bách hại gắt gao hơn. Cuộc bách hại của Decius không chỉ nhằm vào các kẻ bị tố cáo hay một thành phần nào đó trong giáo hội mà là một cuộc bách hại toàn diện. Decius ra lệnh cho mọi Kitô Hữu phải khước từ Ðức Kitô bằng cách thờ cúng tà thần, hoặc tham dự các nghi thức ngoại giáo khác.

Nhiều người đã không đủ can đảm để tử đạo. Nhưng Ðức Fabian đã đứng lên để can đảm làm gương cho mọi người trong đàn chiên. Ông chịu tử đạo vào ngày 20 tháng 1 năm 250 và được chôn cất trong Nghĩa Trang Calixtus, là nơi chính ngài giúp tân trang. Trong Nghĩa Trang Calixtus, vào năm 1850, nhà khảo cổ học Giovanni Battista De Rossi đã phát hiện một bia đá dùng để đậy mồ Giáo hoàng Fabian, bị vỡ làm bốn mảnh, có mang dòng chữ Hy Lạp, "Fabian, Giám mục, tử đạo."

Mặc dù có rất ít thông tin về Giáo hoàng Fabian, nhưng có những bằng chứng rằng nhiệm kỳ Giáo hoàng của ông đã đóng góp một phần quan trọng trong lịch sử của nhà thờ công giáo. Ông nhân được sự quý trọng và sự đánh giá cao của Cyprian, Giám mục của Carthage, Novatia – người đã đề cập đến ông trong cuốn nobilissima memoriae và cả của Origen. Ông được giáo hội suy tôn là thánh và được kính nhớ vào ngày 20 tháng 1.