Depois do ensino médio, Fatone trabalhou como artista no Universal Studios em Orlando, onde tocou “Wolfie” na Beetlejuice’s Rock and Roll Graveyard Revue.
NSYNC
No verão de 1995, depois de ser amigo de Chris Kirkpatrick, um colega de palco da Universal Studios que cantava num grupo doo-wop, tornou-se o quarto membro da NSYNC, juntamente com Justin Timberlake e JC Chasez. Então Lance Bass foi adicionado ao grupo que se tornaria o NSYNC. Em 2001, Fatone co-estrelou com *NSYNC o companheiro de banda Lance Bass no filme On the Line da Miramax, ele estrelou com NSYNC em um episódio de 2001 do episódio New Kids on the Blecch de The Simpsons, e também fez trabalho de voz com Bass nos mesmos episódios de Kim Possible da Disney e Robot Chicken da Adult Swim.
Post-NSYNC career
Fatone co-estrelou no filme de comédia dramática My Big Fat Greek Wedding as Toula’s cousin Angelo, apareceu no espectáculo My Big Fat Greek Life, e repreendeu o papel novamente na sequela de 2016 My Big Fat Greek Wedding 2. Ele atuou no filme aclamado pela crítica The Cooler. Ele teve pequenos papéis tanto no filme experimental Red Riding Hood quanto no Homie Spumoni, este último ao lado de Jamie-Lynn Sigler. Fatone também esteve na Broadway, atuando como protagonista em Rent em 2002 e no renascimento de Little Shop Of Horrors.
Fatone apresentou The Singing Bee da NBC, bem como a versão australiana do espetáculo em Nine Network. Em 21 de agosto de 2007, foi anunciado que ele, juntamente com Lisa Rinna, substituiria Joan Rivers e Melissa Rivers como apresentadores dos pré-shows do tapete vermelho da TV Guide para a temporada 2007-2008. Suas funções de apresentador com a TV Guide continuaram para a temporada 2008-2009.
Em 2005, a NBC contratou Fatone como apresentador (ou “ringmaster”) de sua série Celebrity Reality Circus. Nesse ano, ele também estrelou no episódio de Hannah Montana “Bye Bye Ball” como o dono do restaurante Joey Vitolo, um ex-jogador de beisebol que obriga Hannah a cantar em troca de uma bola assinada substituta para seu irmão. Fatone passou a representar outro jogador de beisebol na série Imagination Movers, do Disney Channel, em 2010. De 6 a 18 de julho desse mesmo ano, ele também se apresentou no musical “The Producers” no Pittsburgh Benedum Center no papel do cômico Soldado Nazista Franz Liebkind.
Fatone emprestou sua voz a vários episódios de Robot Chicken, estrelando como ele mesmo em um esquete de kung fu chamado “Enter the Fat One” e tendo uma camafeu vocal no episódio Star Wars do programa. De 2010 a 2015, Fatone foi o locutor do apresentador Steve Harvey no programa Family Feud. Em 2011, ele aceitou um emprego como apresentador da série Live Well Network My Family Recipe Rocks. Em outubro do mesmo ano, ele também apareceu no filme de terror Inkubus.
Em janeiro de 2012, ele foi uma das oito celebridades participantes da série de realidade Food Network Rachael vs. Guy: Celebrity Cook-Off. Embora tenha sido eliminado na sexta semana, ele conseguiu um prêmio de $5.000 para a sua caridade, a Fatone Family Foundation.
Ele apareceu como convidado de celebridade para o show The Price Is Right Live! no Bally’s Las Vegas. Fatone também foi um convidado na segunda temporada do The Eric Andre Show do Adult Swim. De maio a junho de 2013, ele interpretou Bert na produção do Pittsburgh CLO da 42nd Street.
Fatone fez um camafeu em fevereiro de 2014 no show de câmera escondida Impractical Jokers, substituindo uma das estrelas do show, Brian Quinn, durante um desafio. Mais tarde ele apareceu como convidado em um episódio de 2017, tendo dado permissão para filmar em seu restaurante de cachorros quentes Fat One’s, baseado em Orlando. Desde 2016, ele tem sido o anfitrião ou convidado em especiais como “Nitro Circus Spectacular”, “The Joker Games”, e “Fantasy Draft”. Ele tem servido como o anfitrião permanente da série “Impractical Jokers”: Depois da festa desde a sua estreia em 2017. Sua relação com as estrelas do espetáculo também lhe rendeu um camafeu no filme Impractical Jokers de 2020: The Movie.
Em Abril de 2014, Fatone começou a organizar o concurso de cozinha da Food Network Rewrapped, onde os chefs devem recriar os snacks clássicos e depois criar novos pratos usando esses snacks. Em agosto do mesmo ano, Fatone se tornou apresentador de outra série, Parents Just Don’t Understand, que foi ao ar na Rede Hub antes de sua rebranding como Família Descoberta. Ele também foi convidado em três episódios do The Jack and Triumph Show em 2015.
Em 2019, Fatone retratou o Coelho na temporada um dos concursos de canto The Masked Singer, empatando com Rumer Willis para o quarto lugar geral. Ele atualmente serve como apresentador do Common Knowledge, um game show que estreou em 14 de janeiro de 2019 na Game Show Network.