Ultimate Fighting Championship 26 października prezydent UFC Dana White poinformował, że WEC zostanie połączone z UFC. Zawodnicy z ważnymi kontraktami automatycznie staną się zawodnikami UFC. Debiut Fabera w największej organizacji MMA na świecie przypadł na 19 marca 2011 na gali UFC 128. Faber pokonał wtedy innego byłego mistrza WEC Eddiego Winelanda na punkty. W ciągu dwóch kolejnych lat dwukrotnie otrzymywał szansę walki o pas mistrzowski UFC w wadze koguciej lecz z mizernym skutkiem wyraźnie przegrywając na punkty z Dominick Cruzem w rewanżu i Brazylijczykiem Renanem Barão. W 2013 roku zanotował serię czterech wygranych z rzędu pokonując m.in. Michaela McDonalda po czym dostał trzecią szansę zdobycia upragnionego mistrzostwa. 1 lutego 2014 ponownie zmierzył się z Barão lecz i tym razem nie udało mu się wygrać, przegrywając w tym pojedynku przez szybkie TKO.
4 czerwca 2016, po raz czwarty stanął do walki o mistrzostwo UFC lecz ponownie przegrał z Dominikiem Cruzem, jednogłośnie na punkty.
Po zwycięstwie nad Brytyjczykiem Bradem Pickettem, 17 grudnia 2016, postanowił zakończyć karierę zawodniczą.