[b]версия nginx:[/b] 0.7.65 (последняя stable на момент написания поста)
[b]os:[/b] CentOS, kernel version: 2.6.18-164
Ubuntu Linux 9.04 2.6.28-17-generic

Хотя примерно такая-же проблема описанна как багфикс в этой версии - наблюдается она на 2х машинах.
При запросе определенного url-а (301 redirect) который должен кэшироватся fastci_cache-ом, наблюдается очень большой таймаут после того как контент по данному url-у закэшировался (на второй запрос).

пример url-а: /accountinfo/http%3A//www.google.com/

содержание файла кэша:
===какойто бинарный контент===
KEY: localhost:9001/accountinfo/http%3A//www.google.com/
|Status: 301 Moved Permanently
X-Powered-By: PHP/5.3.0
Location: /accountinfo/www.google.com
Content-type: text/html

конфиг виртуального хоста (остальной конфиг - default-ный):

fastcgi_cache_path /path/to/cache levels=1:2 keys_zone=one:32m;

server {
listen 80;
server_name hostname.tld;

charset utf8;
access_log /path/to/access.log main;
set $docroot /path/to/document_root;

gzip_min_length 1000;
gzip_types text/plain application/xml text/css application/x-javascript;
gzip_disable msie6;

location ~ \.php$ {
root $docroot;

gzip on;

fastcgi_pass 127.0.0.1:9001;
fastcgi_index index.php;
fastcgi_param SCRIPT_FILENAME $docroot$fastcgi_script_name;
include fastcgi_params;
fastcgi_cache one;
fastcgi_cache_key localhost:9001$request_uri;
fastcgi_cache_valid 301 30d;
}


location / {
root $docroot;
index index.php index.html index.htm;

gzip on;

if (-f $request_filename) {
expires 1y;
break;
}

if (!-e $request_filename) {
rewrite ^(.+)$ /index.php last;
}
}

location ~ /\.ht {
deny all;
}

location ~ /\.svn {
deny all;
}
}

наблюдается проблема в основном при запросах из браузера firefox, возможно из за преобразования ":" в "%3а".