Ambas as construções são aceitáveis – «fascinado com» e «fascinado por» – e são empregadas com o mesmo sentido: «ficou fascinado com a formosura da jovem» e «fascinada pela soberania do homem, pelas reminiscências daquele tipo [...]»  (Fernandes, Francisco. Dicionário de Regimes de Substantivos e Adjetivos. São Paulo: Globo, 2005).

Vejam-se também dois exemplos retirados de obras do século XIX :

(1) «Quando, no albor da vida, fascinado com tanta luz e brilho e pompa e gatas[...]» (Gonçalves Dias em Primeiros Cantos)

(2) «[...] veio distrair a atenção do trovador que, fascinando por aquele olhar maldito da polé, não despregava dela a vista» (Alexandre Herculano em O Bobo).