Cabibbo, anak seorang peguam Sicilia, dilahirkan di Rom.[2] Dia menamatkan pengajian fizik teori di Università di Roma "Sapienza University of Rome" pada 1958 di bawah penyeliaan Bruno Touschek. Pada 1963, ketika bekerja di CERN, Cabibbo menemui jawapan kepada permasalahan pereputan lemah zarah aneh, merumuskan apa yang kemudiannya dikenali sebagai kesejagatan Cabibbo. Pada 1967, Nicola menetap di Rom di mana dia mengajar fizik teori. Dia ialah presiden INFN dari 1983 hingga 1992, di mana pada waktu itu Makmal Gran Sasso dirasmikan. Dia juga merupakan presiden agensi tenaga Itali, ENEA, dari 1993 hingga 1998, dan menjadi presiden Pontifical Academy of Sciences dari 1993 hingga akhir hayatnya.[3] Pada 2004, Cabibbo meluangkan satu tahun di CERN sebagai profesor tamu,[2] menyertai kolaborasi NA48/2 .