Nicolo Fagioli će nastaviti svoju karijeru negdje drugdje u Serie A, jer je vezista potpisao ugovor o posudbi, uz obavezu otkupa, sa Fiorentinom.
Bianconero još od ljeta 2015. godine, sa 14 godina, Nicolo je zasjao u omladinskom pogonu Juventusa, prelazeći u momčad Primavere znatno mlađi od svojih saigrača nakon što je postigao 13 golova u 25 nastupa sa ekipom do 17 godina u sezoni 2017/2018.
Sljedeće godine, 26. avgusta 2018, debitovao je sa ekipom Juventus Under 23, prije nego što je dobio prvi poziv u Serie A 27. januara 2019. godine, u dobi od 17 godina, za gostujući meč protiv Lazija.
U sezoni 2019/2020. osvojio je svoj prvi trofej sa ekipom Under 23, pobijedivši u finalu Coppa Italia Serie C protiv Ternane, dok je također debitovao sa Prvim timom, prvo u Coppa Italia, a zatim u Serie A.
Nakon formativnog iskustva na posudbi u Cremoneseu, sa kojim je ostvario promociju u italijansku prvu ligu, Nicolo se vratio u Torino i počeo igrati za prvi tim na stalnoj osnovi.
Fagioli je odigrao 69 utakmica sa Prvim timom Juventusa u svim takmičenjima, postigavši tri gola, sve u Serie A, prvi put onim nezaboravnim pogotkom protiv Leccea krajem oktobra 2022. godine.