До того, как присоединиться к Арсеналу, Фабрегас пробился во вторую команду Барселоны и пирнял участие в Чемпионате Мира U-17 в 2003 году, на котором был удостоен как Золотой Бутсы (приз лучшему бомбардиру), так и Золотого Мяча (приз лучшему игроку турнира). Испанцы на этом турнире финишировали вторыми.
В составе канониров Сеск дебютировал 23 октября 2003 года в домашнем матче Кубка Лиги с Ротэрхем Юнайтед, став самым молодым игроком, выходившим в составе основной команды за всю историю клуба. На тот момент ему было 16 лет и 177 дней. Вскоре он стал и самым молодым автором гола в истории Арсенала. Это произошло в следующем раунде Кубка Лиги. Арсенал обыграл Вулверхемптон 5–1.
Тем не менее, до начала сезона 2004–05 Фабрегас ни разу не выходил в первой команде за исключением матчей Кубка Лиги. Первым матчем была игра на СуперКубок с Манчестер Юнайтед. За этим последовало еще четыре успешных игры в Премьер Лиге: с Эвертоном, Мидлсбро, Блэкберном и Норвичем. Фабрегас сразу впечатлил многих, забив гол в ворота Блэкберна (победа Арсенала 3–0). А вскоре после этого он стал вторым по молодости игроком, забившим гол в Лиге Чемпионов (победа над Русенборгом 5-1).
После ухода Патрика Виера, Фабрегас стал регулярно выходить на поле в основном составе, сыграв 48 матчей в сезоне 2005–06. Сеск проявил недюжинное для своих лет упорство, чтобы закрепиться в Арсенале, вопреки тому, что многие говорили, что он слишком хрупок для АПЛ.
Несмотря критику, еще ярче Фабрегас выступил в Лиге Чемпионов. Он провел отлчиную игру против мадридского Реала на Сантьяго Бернабеу в 1/8 финала (1-0 в пользу Арсенала), но ярче всего выступил в обоих четвертьфинальных матчах против Ювентуса (2-0 в Лондоне, 0-0 в Турине); в Лондоне он забил первый гол Арсенала и ассистировал Тьери Анри во втором голевом моменте. Игра Фабрегаса была высоко оценена как товарищами по клубу, так и прессой, которая сравнивала его с Уэйном Руни и Рональдиньо, а также с великим Джонни Хейнесом и Джерсоном
Сеск помог канонирам и в этом лигочемпионском сезоне, в котором Арсенал стартовал 8 августа 2006 года, забив два мяча в ворота загребского Динамо (победа Арсенала 3–0).
Уровень игры Фабрегаса вызвал нешуточный интерес со стороны многих команд, в том числе и у него на родине. В частности мадридский Реал выразил готовность купить его за немалые деньги. Однако, 12 июля 2006 года, Арсен Венгер заявил, что испанец не продается. А 3 сенятбря 2006, предложил Фабрегасу новый контракт, который и был подписан 19 октября. Контракт позволит удержать игрока в клубе до его 27-летия.
2 декабря 2006 Сеск был удостоен премии Golden Boy, учережденной итальянским изданием TuttoSport, и основывающейся на голосовании ведущих журналистов Европы.
Международная карьера
1 марта 2006 года Фабрегас сыграл свой первый матч за национальную сборную Испании, став самым молодым игроком, вызванным в в основную команду за последние 80 лет. Он заслужил хорошие отзывы зв свой дебютный матч, отдав передачу, с которой был забит первый гол испанцев (Испания обыграла Кот-Д'Ивуар 3–2).
15 мая 2006 Фабрегас был вызван в состав сборной Испании для участия в Чемпионате Мира 2006. На самом ЧМ он выходил на замену во втором тайме в двух первых групповых матчах сборной, отметившись голевой передачей в матче с Тунисом. В третьем матче группового турнира он остался на скамейке запасных, но в матче 1/8 против Французов вышел в стартовом составе. Тот матч Испания проиграла 1–3.
14 июня 2006 года Фабрегас стал самым молодым в истории испанского футбола игроком, принявшем участие в Чемпионате Мира. Когда он вышел на замену на 77 минуте матча с Украиной, ему было 19 лет и 41 дней.
После ухода Патрика Виера, Фабрегас стал регулярно выходить на поле в 
Сеск помог канонирам и в этом лигочемпионском сезоне, в котором Арсенал 
1 марта 2006 года Фабрегас сыграл свой первый матч за национальную