Akan tetapi, Fabio Vieira kembali ke FC Porto dan langsung promosi ke tim U17 pada 2017.
Tak butuh waktu bagi Vieira untuk tembus ke tim senior FC Porto.
Penampilannya yang terus membaik membuat ia dipromosikan ke tim senior jelang akhir musim 2019-2020.
Meski hanya bermain delapan laga di Liga Portugal 2019-2020, Vieira berhasil mencuri hati pelatih FC Porto Sergio Conceicao.
Mulai musim 2020-2021, Fabio Vieira resmi menjadi bagian utama tim senior FC Porto.
Selama dua musim bermain di tim utama FC Porto, Vieira telah membukukan 10 gol dan 18 assist dalam 76 laga di semua kompetisi.
Musim 2021-2022, menjadi yang terbaik bagi Vieira. Ia tercatat menyumbangkan 16 assist dari 39 penampilan bersama FC Porto di semua kompetisi.
Khusus di Liga Portugal, Vieira menjadi penyumbang assist terbanyak bagi FC Porto.
Selain rajin menyumbangkan assist, Fabio Vieira juga mampu mencetak tujuh gol sepanjang musim 2021-2022.