Cuando la disoluta existencia de su esposo le resultó intolerable, obtuvo un divorcio civil, después de lo cual, mientras vivía aún su marido, se unió con otro hombre. Al morir su segundo esposo. Fabiola se sometió a los cánones de la iglesia, se presentó en la Basílica de Letrán dispuesta a aceptar la penitencia pública, y el papa san Siricio la volvió a admitir en la comunión de los fieles. Desde entonces, la dama dedicó íntegra su gran fortuna a obras de caridad, dio sumas considerables a todas las iglesias, comunidades de Italia y las islas vecinas, fundó un hospital para los enfermos que recogía en las calles de Roma, a quienes atendía personalmente. Fue aquél un hecho significativo en la historia de nuestra civilización, porque el hospital de Fabiola fue el primer nosocomio cristiano, público y gratuito, en todo el Occidente.
En el año de 395, Fabiola viajó a Belén para visitar a san Jerónimo, en compañía de un pariente llamado Oceanus y ahí se quedó con santa Paula y santa Eustoquio. Por aquel entonces, san Jerónimo disputaba con el obispo Juan de Jerusalén, con motivo de la controversia con Rufino sobre las enseñanzas de Orígenes, y se hicieron varios intentos, aun en forma fraudulenta, para ganarse las simpatías y las influencias de Fabiola para el campo del obispo, pero fracasaron todas las tentativas para destruir su fidelidad a su santo maestro. Fabiola deseaba quedarse en Belén hasta el fin de sus días, pero era evidente que la vida contemplativa de las mujeres consagradas que ahí se habían reunido para formar una comunidad, no convenía a la santa, que necesitaba de la compañía y actividad constantes. San Jerónimo lo había observado, y en uno de sus escritos declara que a Fabiola no le entraba en la cabeza la idea de la soledad en el establo de Belén, y que, sin duda, hubiera preferido que el nacimiento de Cristo sucediese en la posada llena de peregrinos. La amenaza de una inminente incursión de los hunos fue lo que la decidió a abandonar Palestina. Las hordas de Atila habían invadido Siria, y la propia Jerusalén estaba en peligro, de suerte que san Jerónimo se retiró con sus fieles discípulos hacia la costa, durante algún tiempo. Cuando pasó el peligro y todos volvieron a Belén, Fabiola emprendió el viaje de regreso a Roma.
Durante los tres últimos años de su vida, pasados en Roma, Fabiola continuó con sus caridades públicas y privadas, sobre todo al asociarse con san Pammaquio en la fundación de un amplio hospicio para peregrinos, pobres y enfermos en Porto. Fue el primero en su especie. La inquietud de Fabiola persistió hasta el último momento, y hacía los preparativos para emprender otro largo viaje cuando la sorprendió la muerte. Toda Roma asistió a los funerales de la amada benefactora. San Jerónimo estuvo en contacto epistolar con santa Fabiola hasta el fin, y escribió dos tratados para ella. Uno se refiere al sacerdocio de Aarón y el significado místico de las vestiduras sacerdotales. Ese escrito lo terminó san Jerónimo el día en que debía zarpar de Jaffa la nave en la que Fabiola regresó a Italia. El segundo tratado, referente a la «estadía de los israelitas en los desiertos salvajes», no quedó terminado sino hasta después de la muerte de la santa. Este le fue enviado posteriormente a Oceanus, el mencionado pariente de Fabiola, junto con un relato sobre la vida y muerte de la santa patricia romana.
