Научным руководителем К. Э. Фабри и в студенческие годы и в годы его первых самостоятельных исследований была Надежда Николаевна Ладыгина-Котс — ведущий отечественный зоопсихолог. Именно у нее он учился тому, как нужно планировать и проводить зоопсихологический эксперимент, вести наблюдения за поведением животных. К сожалению, зоопсихология в 40–60 гг. в Советском Союзе была объявлена, наряду с генетикой и кибернетикой, «лженаукой», и в целом разделила с ними их печальный путь. Однако, К. Э. Фабри всегда оставался верным выбранному пути, и, хотя жизнь и заставила его после окончания МГУ работать то в Библиотеке иностранной литературу, то в Радиокомитете, он продолжал заниматься «неофициальной» научной работой — изучением манипуляционных особенностей разных видов млекопитающих и, в особенности, обезьян. Н. Н. Ладыгина-Котс, сама находившаяся в это время в «научном подполье», оставалась для него наставником и другом.
Только в 1964 г., через 18 лет после окончания МГУ, К. Э. Фабри получил возможность официально заняться изучением поведения и психики животных. Для этого ему пришлось уехать в г. Пущино-на-Оке, где в то время был организован Академгородок. К. Э. Фабри поступил на работу в Институт биофизики, здесь им были выполнены оригинальные исследования импринтинга у птиц, существенно дополнившие классические представления о природе этого феномена.
В 1966 г. А. Н. Леонтьев пригласил К. Э. Фабри для чтения лекций по зоопсихологии и этологии на только что организованном факультете психологии МГУ. Много раньше этот курс в Университете читала Н. Н. Ладыгина-Котс, с началом «оттепели» это почетное право получил ее ближайший ученик. С 1971 г. кафедра общей психологии становится местом его постоянной работы, сначала в качестве старшего преподавателя, затем доцента, а с 1983 г. — профессора. За эти годы сотни студентов прослушали его курс «Основы зоопсихологии», а также спецкурс по этологии, многие выполнили под его руководством курсовые и дипломные работы, защитили кандидатские диссертации. К. Э. Фабри — автор более 200 научных публикаций. Основная тематика его работ, значительная часть которых выполнена в стенах факультета психологии, раскрывает различные аспекты онтогенеза поведения и психики животных, эволюции психики, психической деятельности приматов, этологические и биопсихологические предпосылки антропогенеза. В 1977 г. К. Э. Фабри за написание учебника «Основы зоопсихологии» была присуждена степень доктора психологических наук. С того времени эта книга выдержала 3 переиздания (первые два — в 1976 и 1993 гг.), оставаясь и до сих пор основным и практически единственным учебником по зоопсихологии для студентов высших учебных заведений.