Fabien Brau-Boirie naît le à Tarbes et grandit dans le Pays des Coteaux, en Bigorre[2]. Il découvre le rugby à XV en 2011, en rejoignant l'école de rugby de l'Entente sportive des Coteaux de l'Arrêt, où sa famille est impliquée[3]. Son oncle, Alain Brau, est d'ailleurs le fondateur du club[4].
En 2018, il poursuit sa formation en intégrant le Stado Tarbes PR. Il devient capitaine de l'équipe junior Crabos et remporte notamment le Challenge Elite Crabos, battant l'US Montauban 31 à 10[5].
Il est sélectionné pour la première fois en équipe de France des moins de 18 ans en [6].
En , il quitte la Bigorre pour le Béarn, rejoignant le centre de formation de la Section paloise[7], grâce à un partenariat entre les deux clubs[8]. Brau-Boirie s'affirme rapidement comme l'un des joueurs importants de l'équipe espoir[9].
À 17 ans, Brau-Boirie prend part au Supersevens 2023 avec la Section paloise, étant le plus jeune joueur de l'équipe[10]. La Section atteint la finale, mais s'incline face aux Barbarians français[11].
En , il est sélectionné pour l'édition 2024 du Championnat du monde junior, et marque un essai lors de la victoire inaugurale des Bleuets face à l'Espagne (49-12)[18]. Brau-Boirie joue un rôle important durant la compétition, et s'impose comme un titulaire au poste de centre, en dépit de sa jeunesse[19],[20]. Malgré leurs efforts, la France échoue à remporter un quatrième titre mondial consécutif[21].
Au début de l'année 2025, il se distingue par deux prestations remarquées en Challenge Cup : d'abord lors de la victoire à Rodney Parade contre les gallois des Dragons RFC, puis lors d'une défaite à domicile au Stade du Hameau face aux Ospreys[27]. Il inscrit son premier essai professionnel à l'occasion de ce dernier match[28].
Pour le premier match du Tournoi des Six Nations des moins de 20 ans 2025, Fabien Brau-Boirie débute sur le banc lors de la large victoire contre le Pays de Galles au stade de la Rabine de Vannes, entrant en jeu et inscrivant un essai[29]. Il est ensuite titularisé pour le second match face aux anglais, étant l’un des rares joueurs français à se distinguer lors de la défaite 27-10 à Bath, au Recreation Ground[30].
↑Vincent Martinelli, « Rugby - Top 14 : pour viser plus haut, la Section Paloise recrute devant (+ le détail des recrues) », La République des Pyrénées, (lire en ligne, consulté le ).