År 1784 sändes Fahlberg som t.f. läkare till S:t Barthélemy, där han upprättade en stadsplan för staden Gustavia. 1786 utnämndes Fahlberg till guvernementsmedikus, upprättade en specialkarta och jordebok över ön och utsågs 1799 till lantmäteridirektör. Vid öns överlämnande åt svenskarna 1785 utsågs han till guvernementssekreterare.
Fahlberg författade flera vetenskapliga uppsatser om öns flora och hälsoförhållanden samt hemsände naturhistoriska samlingar. 1791 blev han ledamot av Vetenskapsakademien och förklarades 1796 av medicinska fakulteten i Uppsala för medicine doktor.
År 1810 invecklades Fahlberg i oroligheter och flydde till S:t Eustache. Därifrån torde han ha inlåtit sig i stämplingar med guvernören över Leewardöarna i syfte att S:t Barthélemy skulle förklaras neutral, under engelsk protektion, för exkonung Gustav IV Adolfs sak i kriget mellan Frankrike och England. Genom brev sökte Fahlberg vinna öns guvernör, Anckarheim, och garnisonens befälhavare, överstelöjtnant Bagge, för planen. 1811 framlade Anckarheim det brev han fått och anklagade Fahlberg för förräderi mot Sveriges krona.
Från fristaden bestred Fahlberg domstolens behörighet samt förnekade författarskapet till breven och all delaktighet i högförrädiska planer. Målet avdömdes på S:t Barthélemy 1813, då Fahlberg för att "hafva umgåtts med det uppsåt att tillvägabringa öns förrådande från dess rättmätiga öfverhet och till f.d. konung Gustaf Adolf" dömdes förlustig liv, ära och gods. Domen fastställdes 1814, men mildrades så att Fahlbergs egendom tillföll barnen, själv förklarades han fridlös i hela Sverige. Han tillbringade sina återstående dagar på S:t Eustache och avled 1834, utan vetskap om att han var inbegripen i ett amnestiplakat utfärdat samma år. Läs artikel i Svenskt biografiskt lexikon.