Fazil Osmanov 1936-cı il mayın 10-da Ağsu rayonunun Sanqalan kəndində anadan olmuşdur.

1949-1953-cu illərdə Sabir adına Şamaxı Pedaqoji Texnikumunda orta ixtisas təhsili almış, 1954-1959-cu illərdə Azərbaycan Dövlət Universitetinin tarix fakültəsində oxumuşdur.

1968-ci ilin may ayında "Qafqaz Albaniyasının maddi mədəniyyəti (e.ə. III – b. e. III əsrləri)" mövzusunda namizədlik dissertasiyası müdafiə edərək tarix elmləri namizədi alimlik dərəcəsi almışdır.

1959-cu ildən Azərbaycan SSR Elmlər Akademiyası Tarix İnstitutunda baş laborant, kiçik elmi işçi, baş elmi ısçi, 1996-cı ildən isə AMEA-nın Arxeologiya və Etnoqrafiya İnstitutunda aparıcı elmi isçi vəzifəsində çalışır.

Fazil Osmanov 1959-1960-cı illərdən başlayaraq bir sıra arxeoloji və etnoqrafik ekspedisiyalarda – Qəbələ, Xaçbulaq, Şamaxı, Naxçıvan, Qazax, Bakı, Kəlbəcər, Cəbrayıl və s. iştirak etmiş, Ağsu-İsmayıllı, Ağcabədi arxeoloji ekspedisiyalarına rəhbərlik etmişdir. O, ilk dəfə olaraq Ağsu rayonunda Nüydi, Qaraçıbulaq, Uzunboylar, Qırlartəpə antik dövr yaşayış məskəni və nekropollarını, İsmayıllı rayonunda Talıstan, Kürdüvan, Mollaisaqlı, Hacıhətəmli, Qalagah, Şəkili, Ağcabədi rayonunda Qaraköbər, Qalatəpə, Bərdə rayonunda Şortəpə şəhərgah və nekropollarını üzə çıxarmış, tədqiq etmişdir.

Fazil Osmanov çox dəyərli bir alimin, müəllimin – Saleh Qazıyevin məktəbində yetişmişdir. Qəbələdə aparılan arxeoloji qazıntılarda fəal və könüldən iştirakı, müəlliminin məsləhətləri ona sonrakı qazıntılarında həmişə dayaq durmuşdur. Elə ilk elmi məqaləsi də Qəbələ qazıntılarının nəticələrindən bəhs edən, 1962-ci ildə Azərbaycan Elmlər Akademiyasının Məruzələrində nəşr olunmuş "Qəbələdə bağçılığın inkişafına dair" adlanır. Məqalə uğurlu olmuş, Fazil Osmanovun sonrakı illərdə çoxsaylı məqalələrinin yazılmasına stimul vermişdir.

Elə həmin il nəşr etdirdiyi iknci elmi məqaləsində isə Azərbaycan tarix elminə hələ bəlli olmayan, arxeloq beli, hətta ayağı dəyməyən Ağsu ərazisinin maddi-mədəniyyət abidələri haqqında ilkin məlumat vermiş və bu ərazinin tədqiq olunmasının zəruriliyini göstərmişdir.

XX əsrin ortalarına qədər Azərbaycan tarixşünaslığında zəif öyrənilmiş sahələrdən biri antik dövr olmuşdur. Mingəçevir abidəsinin öyrənilməsi ilə bu sahədə yeni mərhələ başlasa da, bu dövrün Azərbaycanın digər bölgələrində, o cümlədən Şirvan tarixi bölgəsində necə xarakterizə olunması bir vəzifə kimi Azərbaycan tarix elminin qarşısında durmuşdur.

Şirvan tarixi bölgəsi Azərbaycan tarixinin bütün mərhələlərinin şahidi olduğundan burada uzunmüddətli tədqiqatların aparılması, maddi-mədəniyyət abidələrinin aşkara çıxarılması həm antik dövrün, həm də antik dövrdən əvvəlki və sonrakı dövrlərin tədqiq edilməsi baxımından böyük əhəmiyyət kəsb etmişdir. Şamaxıda aparılan arxeoloji qazıntıları nəzərə almasaq, Şirvan tarixi bölgəsində bu əhəmiyyətli işin geniş elmi səviyyədə görülməsi Fazil Osmanovun adı ilə bağlıdır.

Fazil Osmanov elmi fəaliyyətinin ilk illərində Qəbələdə topladığı arxeoloji qazıntı aparmaq təcrübəsini Ağsu və İsmayıllı rayonları ərazisində tətbiq etməyə başlamış, uzun axtarışlar və gərgin əməyi sayəsində bu bölgəyə arxeoloji ekspedisiyalar təşkil edilməsinə nail olmuşdur. 1963-cü ildə nəşr etdirdiyi məqaləsində İsmayıllı rayonu ərazisindəki Mollaisaqlı antik dövr abidəsi, Cavanşir qalası kimi möhtəşəm abidələr haqqında dəyərli məlumat verməklə geniş tədqiqatlara yol açılmasına çalışmışdır.

Antik dövrdə tarixi Şirvan bölgəsində yaşayan albanların dini idealogiyası məsələsi Fazil Osmanovun əsərlərində öz həllini birmənalı şəkildə tapmış, onların bütə tapan bütpərəstlər olduğu dönə-dönə vurğulanmışdır. O, bu tezisi Mollaisaqlı, Qaraçıbulaq, Qırlartəpə və digər abidələrdən tapdığı gil bütlər əsasında, dəlillərlə sübuta yetirmişdir.

Fazil Osmanovun tədqiqatlarında daha çox diqqət yetirdiyi problemlərdən biri müxtəlif tipli alban qəbir abidələrinin tədqiqi məsələsidir. Onun sadə torpaq, küp və təknə qəbirləri haqqında yazdığı elmi əsərlər hər zaman arxeoloqların, tarixçilərin müraciət etdiyi dəyərli tədqiqatlardır. Qəbirlərin mənşəyi haqqında söylədiyi elmi dəlillərlə əsaslandırılmış mülahizələr, gəldiyi nəticələr nəinki Azərbaycan, həmçinin xarici ölkə mütəxəssislərinin də diqqətini cəlb etmişdir. Bu məsələyə dair görkəmli Azərbaycan tarixçisi Iqrar Əliyevlə birlikdə dəfələrlə elmi məqalələrlə çıxış etmişdir.

Fazil Osmanov Şirvan tarixi bölgəsinin antik dövrü tarixinin öyrənilməsi sahəsində məktəb yaratmış, uzun müddətli tədqiqatları nəticəsində Azərbaycan antik dövr tarixinə maraqlı yeniliklər gətirmişdir. Azərbaycanda ilk və tək nümunə olan antik dövr dəbilqəsi məhz Fazil Osmanovun Nüydi qazıntılarında 2 saylı torpaq qəbirdən aşkar olunmuşdur. Onun həmin dəbilqə həqqında yazdığı məqalə isə öz elmi tutarlılığı ilə ədəbiyyatımızda seçilir.

Nüydidə 11 saylı torpaq qəbirdən aşkar edilmiş gümüş pul dəfinəsi isə Qafqaz Albaniyasında sikkə kəsilməsinin və albanların pulu "tanıdığının" ən bariz göstəricisidir. Məhz Fazil Osmanov ilk dəfə olaraq qəbirdən albanların ellin pullarını təqlid yolu kəsdirdikləri sikkələri dəfinə halında əldə etmişdir.

Nüydi abidəsinin ardınca Fazil Osmanov Ağsu rayonundakı möhtəşəm Uzunboylar və Qırlartəpə abidələrinin tədqiqinə başlamışdır. E.ə. V-IV əsrlərə aid zəngin qəbirlərin aşkar olun-duğu Uzunboylar abidəsi antik dövrə keçid mərhələsini xarakterizə etmək üçün ən yaxşı materiallar vermişdir.

Qırlartəpə yaşayış yerindən isə eneolitdən başlayaraq orta əsrlərə qədər geniş dövrə aid maddi-mədəniyyət nümunələri aşkar olunmuşdur. Fazil Osmanov uzun müddət bu abidədə arxeoloji qazıntılar aparmış və fasilələrlə hələ də aparmaqdadır. Bu abidədən çox maraqlı nəticələr əldə edən Fazil Osmanov antik və ilk orta əsrlər dövrlərinə aid olan, Ipək yolu karvanlarının dayandığı və ticarət etdiyi qala-şəhərin qəbristanlığını da tədqiq edir.

Fazil Osmanov nəinki Şirvan bölgəsini, həmçinin Muğan, Naxçıvan, Qarabağ bölgələrini tədqiq etmiş, qazıntıların nəticələrini elmi məqalələrində yetərincə işıqlandırmışdır.

Fazil Osmanov çox gözəl foto çəkmək qabiliyyətinə malik olmuşdur. Onun çəkdiyi fotolar öz bənzərsizliyi ilə seçilir. Onun Sanqalan kəndindəki uzun ömürlü ağac, Azıx mağarasının kənardan görünüşü kimi maraqlı şəkillərlə yanaşı, qazıntı prosesi və tapılmış materialları da çox zaman şəxsən özü çəkmişdir.

Fazil Osmanov ən maraqlı arxeoloji materiallarını Azərbaycan Tarixi Muzeyinə təhvil vermişdir. Onun Nüydi, Mollaisaqlı, Hacıhətəmli, Kürdüvan və digər abidələrdən aşkar etdiyi maddi-mədəniyyət nümunələri Azərbaycan Tarixi Muzeyi Arxeologiya fondunda mühafizə edilir. Tunc dəbilqə, gil bütlər və gümüş sikkələr, Muzey ekspozisiyasında nümayiş etdirilir.

Fazil Osmanov qırx yeddi illik elmi fəaliyyəti nəticəsində Azərbaycanın antik dövr tarixi və mədəniyyəti üzrə tədqiqat sahəsi və məktəbi yaratmışdır. Gənclərin öhdəsinə bu məktəbdən daha çox şey götürmək, öyrənmək düşür.

Fazil Osmanov elmi tədqiqatla yanaşı, 1993-cü ildən ADPU-nun Şamaxı filialında müəllim, 1998-ci ildən ADPU-nun Şamaxı filialında tarix-filologiya fakultəsinin "Ümumi tarix və ictimai elmlər" kafedrasının müdiri işləmişdir. Şamaxı filialı ləğv edildikdən sonra Azərbaycan Dövlət Pedaqoji Universitetində magistrlərin hazırlanmasında böyük əmək sərf etmişdir.