No aspetta. Li deve riconoscere per forza visto che mi vengono mostrati i notice che ci stanno prima. Quindi il gestore viene impostato e poi, quando incontra il notice mostra il notice, quando incontra il fatal error, invece, subito dopo, mostra il messaggio di default. Inoltre il gestore d'errore serve proprio a questo! Se lo richiami prima il gestore d'errore viene (o almeno dovrebbe!) essere attivato. Dal manuale:

E' importante ricordare che il gestore degli errori standard di PHP viene completamente saltato.
E se ancora non sei convinto eccoti un altro bell'esempio: la classe da cui sono partito per capire come funziona una cosa del genere.

http://www.phpfreaks.com/tutorials/117/0.php