2012-2013 : les débuts

Fabio Aru lors de la 8^e étape du Tour d'Autriche 2013.

Il devient coureur professionnel le mois suivant chez Astana^[11], au Tour du Colorado^[8]. Le manager de l'équipe Giuseppe Martinelli dit de lui : « [c'est] un jeune homme au potentiel énorme, et je crois et j'espère qu'il sera à la hauteur de nos attentes. S'il donne vraiment tout, nous pourrions enfin voir en action un bon grimpeur tel que nous n'avons pas vu depuis quelques années^[12]. » Au Tour du Colorado, il est deuxième d'une étape, à la Flagstaff Mountain (en).

En 2013, il est quatrième du Tour du Trentin en début d'année. Lors de la 3^e étape de son premier Tour d'Italie, il prend le maillot blanc du meilleur jeune. Il le porte pendant quatre jours. Il est ensuite malade pendant plusieurs jours^[13]. En fin de course, sous la neige, il est cinquième de la 20^e étape, aux Tre Cime di Lavaredo, et prend la 42^e place du classement général, en ayant aidé Vincenzo Nibali à s'y imposer. Il est ensuite huitième du Tour d'Autriche, septième des Trois vallées varésines.

2014, la révélation : troisième du Tour d'Italie et cinquième du Tour d'Espagne

Durant les premiers mois de l'année 2014, Aru roule peu et prépare au mieux le Tour d'Italie. Il est vingtième du Tour de Catalogne puis septième du Tour du Trentin. Au Giro, le leader de l'équipe Astana est Michele Scarponi. Fabio Aru doit l'accompagner en montagne, tout en espérant pouvoir se tester^[14]. Scarponi perd ses chances de victoire dès la première étape de montagne, à Montecopiolo, où il arrive avec dix minutes de retard sur les autres favoris. Aru, désormais cinquième au classement général, devient le leader de l'équipe^[15]. Une semaine plus tard, il s'impose en solitaire à Montecampione, en accélérant deux fois durant les trois derniers kilomètres de l'ascension finale^[16]. Ensuite, lors de la dix-neuvième étape disputée dans un contre-la-montre sur le Monte Grappa, il termine à dix-sept secondes du leader du classement général Nairo Quintana et s'empare du troisième rang occupé par Pierre Rolland^[17]. Il conserve cette troisième place et signe son premier podium sur un grand tour.

Il reprend la compétition en août lors du Tour de Pologne afin de préparer le Tour d'Espagne. Propulsé leader sur la Vuelta, il remporte deux étapes et termine cinquième du général, confirmant son podium obtenu au Giro^[18].

Il figure parmi une liste de onze coureurs sélectionnés pour la course en ligne des championnats du monde. Il y fait partie des chefs de file avec Vincenzo Nibali et Giovanni Visconti^[19] et se classe finalement 34^e. En fin de saison, il se classe quatrième de Milan-Turin et neuvième du Tour de Lombardie.

2015, la confirmation : second du Tour d'Italie et vainqueur du Tour d'Espagne

Fabio Aru en rouge durant le Tour d'Espagne 2015.

Fabio Aru reprend la compétition en mars, lors de Paris-Nice, qu'il termine à la 39^e place. À la fin de ce mois, il prend la sixième place du Tour de Catalogne. En mai, il est leader de l'équipe Astana au Tour d 'Italie. Avec ses coéquipiers, il est troisième de la première étape, un contre-la-montre par équipes. En prenant la troisième place de la cinquième étape, il s'installe à la deuxième place du classement général, derrière Alberto Contador. Lors de la treizième étape, ce dernier chute dans les derniers kilomètres, et perd le maillot rose au profit de Fabio Aru. Il récupère la première place du classement général dès le lendemain, tandis qu'Aru retrouve la deuxième place, avec désormais deux minutes et demie de retard. Les deux étapes suivantes sont remportées en altitude par Mikel Landa, équipier d'Aru. Lors de la seizième étape, ce dernier concède plus de deux minutes à Contador à la suite de l'accélération de l'Espagnol dans le Mortirolo et il est dépassé au classement général par Landa. Lors des deux dernières étapes de montagne (19^e et 20^e étapes), Fabio Aru s'impose à Cervinia et Sestrières. Cependant, il ne réussit pas à reprendre le maillot rose à Alberto Contador qui subit une défaillance dans le col du Finestre. Il reprend la deuxième place du classement général, à laquelle il termine ce Giro. Il s'adjuge le maillot blanc de meilleur jeune.

Fabio Aru décide de faire l'impasse sur le Tour de France pour pouvoir se concentrer sur la Vuelta en qualité de leader. Cependant, le Tour en demi-teinte réalisé par son compatriote Vincenzo Nibali le contraint à partager son rôle de leader, son coéquipier Mikel Landa pouvant servir de leader alternatif. Dès la deuxième étape, Nibali est exclu après avoir été tracté par une voiture et Landa perd beaucoup de temps. Aru reste donc le dernier atout pour Astana. Lors de la onzième étape, l'équipe réalise un coup de force, Aru finissant deuxième derrière Landa et prenant le maillot rouge. Joaquim Rodríguez refait cependant son retard étape après étape, et reprend le maillot de leader pour une seconde lors de la seizième étape. Tom Dumoulin s'impose cependant lors du contre-la-montre de la 17^e étape, en s'adjugeant l'étape et le maillot rouge. Il possède alors trois secondes d'avance sur Fabio Aru au classement général, écart porté à six secondes à l'issue de la 19^e étape. Lors de la vingtième étape, bien aidé par son équipe et notamment Landa, Aru attaque à plus de quarante kilomètres de l'arrivée et fait craquer le maillot rouge, Dumoulin. Il reprend donc la tête du classement général et remporte le lendemain son premier grand Tour, cette Vuelta 2015. À la suite de cette victoire il prolonge son contrat avec la formation Astana^[20].

2016 : saison en demi-teinte

Fidèle à son programme de carrière, il est temps pour le Sarde de s'attaquer au Tour de France pour la première fois. Sa préparation est marquée par une victoire d'étape au Critérium du Dauphiné. Auteur d'une performance digne de son statut pendant la majeure partie du Tour, Aru tombe malade à la fin de la course et explose lors des dernières étapes et notamment la 19e au Bettex au-dessus de Saint-Gervais. Aru finit la course sans avoir mis en place son habituel tempérament offensif et en ressort déçu, 13^e à 19 min 20 s de Christopher Froome.

2017 : champion d'Italie, port du maillot jaune sur le Tour de France

Aru sur le Tour de France 2017 avec le maillot de champion d'Italie.

En cette année de centième Tour d'Italie, Fabio Aru fait de cette course son objectif, d'autant que le départ est donné dans sa Sardaigne natale. Toute sa préparation est axée sur cette course, mais, à trois semaines du début de la compétition, il chute et se blesse au genou droit à l'occasion d'un stage d'altitude. La mort dans l'âme, et en plus marqué par la mort de son coéquipier Michele Scarponi, il doit déclarer forfait pour ce Giro qu'il attendait tant^[21].

Ses espoirs sont donc déplacés sur le Tour de France. Aru reprend la compétition au Critérium du Dauphiné^[22], qu'il termine à la cinquième place en contribuant à la victoire de son coéquipier Jakob Fuglsang^[23]. Fin juin, il remporte le titre de champion d'Italie grâce à une attaque dans une montée à 16,9 km de l'arrivée.

Lors du Tour de France, il remporte la cinquième étape menant à la Planche des Belles Filles, après avoir attaqué dans la montée finale. Lors de la douzième étape, où il se classe troisième à Peyragudes, il parvient à mettre la main sur le maillot jaune, porté jusque-là par Chris Froome, pour la première fois de sa carrière. Affaibli par les abandons de ses principaux coéquipiers en montagne, Jakob Fuglsang et Dario Cataldo, tous deux victimes de chutes^[24], il attrape alors une bronchite lors de la 14^e étape et est victime d'une cassure du peloton sur le final à Rodez qui lui fait perdre son maillot jaune qui retourne sur les épaules de Christopher Froome. Lors des deux étapes alpestres, vers Serre-Chevalier et le col de l'Izoard, il perd une minute et demie sur Chris Froome et lors du contre-la-montre de Marseille, il concède encore une minute et treize secondes au maillot jaune et termine cinquième du classement général, à 3 min 7 s de Froome.

Il s'aligne sur le Tour d'Espagne mais termine loin, 13^e au classement général.

2018 : changement d'équipe, année vierge de résultats

En 2018, il quitte l'équipe Astana pour rejoindre l'équipe UAE Emirates. Il s'aligne sur le Tour d'Italie avec l'ambition de se battre pour la victoire, mais il ne pèse pas sur la course pour finalement abandonner lors de la 19^e étape. Après une longue période d'absence des courses, il revient sur le Tour de Wallonie en vue de sa participation au Tour d'Espagne^[25]. Il se classe dixième de la course, puis également dixième du Tour de Pologne. Lors de la Vuelta, il est souvent en difficulté dans les étapes de montagne et accuse plusieurs minutes de retard au cours des deux premières semaines. Il termine finalement l'épreuve à la 23^e place, après notamment une lourde chute dans une descente lors de la dix-septième étape^[26].

Initialement présélectionné pour la course en ligne des championnats du monde 2018, Aru décline sa sélection en raison de sa méforme^[27].

2019

Son début de saison 2019 est une nouvelle fois tourné vers le Tour d'Italie. Comme en 2015, lorsqu'il y avait terminé deuxième, il envisage un programme allégé, ne comprenant que 14 jours de course. Ce programme initial comprend des manches du Challenge de Majorque, où il prend la 8^e place du Trofeo Ses Salines-Felanitx, le Tour de l'Algarve (29^e du classement général) et le Tour de Catalogne^[28]. Il ajoute finalement Paris-Nice à son programme. En difficulté lors des deux premières étapes, 126^e puis 147^e et à plus de 17 minutes du maillot jaune Dylan Groenewegen, il abandonne le troisième jour. Le 24 mars, son équipe annonce qu'il souffre d’une sténose de l’artère iliaque de la jambe gauche^[29]. Opéré le 1^er avril, il doit observer une période de convalescence de plusieurs mois et déclare forfait pour le Giro.

Il reprend la compétition sur le Grand Prix de Lugano (22^e) où ses coéquipiers Diego Ulissi et Aleksandr Riabushenko s'adjugent les deux premières places. Y réalisant une course encourageante, il s'aligne sur le Tour de Suisse alors qu'il était initialement prévu sur le Tour de Slovénie^[30]. Il y termine 10^e de l'étape reine dont l'arrivée est adjugée au col du Saint-Gothard et remonte à la huitième place du classement général, qu'il conclura finalement à la 21^e place^[31].

Malgré une première partie de saison tronquée par son opération, il est au départ du Tour de France. Quatorzième du classement général, il est satisfait de sa performance, qu'il n'aurait pas imaginé si bonne quelques semaines auparavant. Bien qu'il ne soit pas encore au sommet de sa forme, il envisage le Tour d'Espagne avec ambition^[32]. Lors du contre-la-montre par équipes inaugural, son équipe part à la faute, une piscine percée ayant mouillée la chaussée^[33]. Le lendemain, il termine 5^e de l'étape, lui permettant de passer de la 129^e à la 14^e place au classement général. Huitième de la septième étape, il se hisse à la 10^e position du général avant de voir sa forme se dégrader. Gêné par une blessure musculaire, il ne prend pas le départ de la treizième étape. Il était alors tombé à la 54^e position au général^[34].

2020

Pour la première fois depuis 2013, il lance sa saison en Amérique du Sud, sur le Tour Colombia (12^e du général), sa seule course avant que la saison ne soit suspendue à cause de la pandémie de Covid-19. Il reprend la compétition sur le Tour de Burgos (9^e du général), enchaînant par le Mont Ventoux Dénivelé Challenges (5^e) et le Tour de l'Ain (10^e du général). Vingt-et-unième du Tour du Piémont, où Diego Ulissi termine 2^e, il connaît une mauvaise journée sur le Tour de Lombardie où il abandonne avant de s'élancer sur le Tour de France en tant qu'équipier de Tadej Pogačar. En difficulté lors de la neuvième étape, il abandonne sans pouvoir expliquer sa méforme, auteur de performances encourageantes avant la course et ayant des données d'entraînement lui permettant d'être optimiste^[35].

En fin de contrat avec la formation émiratie, l'équipe NTT, devenant Qhubeka Assos en 2021, annonce son arrivée le 3 décembre^[36]. Durant l'hiver, il revient au cylo-cross, se classant 10^e du championnat d’Italie.

2021 : Qhubeka Assos

Sous ses nouvelles couleurs, il innove une nouvelle fois lors de son début de saison, découvrant les courses françaises du mois de février avec le Tour de la Provence (18^e), le Tour des Alpes-Maritimes et du Var (27^e), la Classic de l'Ardèche (25^e) et la Drôme Classic (32^e) où il passe à l'offensive dans le final^[37]. En mars, pour la troisième fois de sa carrière, il est au départ de Paris-Nice (26^e au général). Il retrouve les routes françaises en juin à l'occasion du Critérium du Dauphiné. Il y réalise des performances décevantes, incapable de peser sur la course, terminant à 9 minutes de Mark Padun lors de la septième étape à La Plagne puis à plus de 10 minutes de l'Ukrainien le lendemain aux Gets. Ne se sentant pas prêt physiquement pour se confronter au Tour de France, il préfère y renoncer^[38]. Début juillet, sur la première étape du Sibiu Cycling Tour, il est devancé par Giovanni Aleotti lors d'une arrivée au sommet, à Păltiniș. Son jeune compatriote le devancera également au classement général final. Un mois plus tard, il réalise deux tops 10 sur le Tour de Burgos lui permettant de prendre la deuxième place au général, derrière Mikel Landa.

Désireux de se rapprocher de sa famille, il annonce le 12 août 2021 mettre un terme à sa carrière après le Tour d’Espagne^[39].

Tour de France

4 participations

• 2016 : 13^e
• 2017 : 5^e, vainqueur de la 5^e étape, maillot jaune pendant 2 jours
• 2019 : 14^e
• 2020 : abandon (9^e étape)

Tour d'Italie

4 participations

• 2013 : 42^e
• 2014 : 3^e, vainqueur de la 15^e étape
• 2015 : 2^e, vainqueur du classement du meilleur jeune, vainqueur des 19^e et 20^e étapes, maillot rose pendant 1 jour
• 2018 : abandon (19^e étape)

Tour d'Espagne

6 participations

• 2014 : 5^e, vainqueur des 11^e et 18^e étapes
• 2015 : Vainqueur du classement général, maillot rouge pendant 7 jours
• 2017 : 13^e
• 2018 : 23^e
• 2019 : non-partant (13^e étape)
• 2021 : 51^e