Её мать работала помощником бухгалтера, а отец был руководителем на заводе, производящем счетные машины. Франсуазу и её младшую сестру Мишель (младше на восемнадцать месяцев) мать воспитывала одна, так как их отец уже был женат и держал в тайне от основной семьи двух своих дочерей, он мало помогал материально и редко навещал их. Девочка выросла на улице д"Омаля в 9-м округе Парижа, где находилась квартира матери. Воспитание Франсуаза получила в строгом религиозном коллеже для девочек La Bruyere, куда была отправлена по настоянию отца. Франсуаза росла чрезвычайно прилежной, набожной и застенчивой студенткой. Большое влияние на юную сентиментальную девушку оказала музыка, которую она слушала по радио: французский шансон и американский рок-н-ролл (Шарль Трене, Коре Вокер (фр.)русск., Пол Анка, The Everly Brothers, Клифф Ричард, Конни Фрэнсис, Марти Уайлд (англ.)русск.). По убеждению матери, отец в честь сдачи выпускных экзаменов в июне 1961 подарил Франсуазе гитару.
До этого Франсуаза пробовала сочинять песни; в поисках себя и профессии, связанной с музыкальной средой, девочка поступила в частную музыкальную школу Petit Conservatoire Мирей Артюш (фр.)русск.. По настоянию матери одновременно с посещением консерватории Франсуаза поступила в Парижский университет на факультет политологии (позже перевелась на филологический факультет). После первого года обучения в университете Франсуаза пришла по рекламному объявлению в газете France Soir в звукозаписывающую компанию на прослушивание молодых певиц и прошла отбор.
В ноябре 1961 года фирма Vogue предложила ей контракт на запись дебютного сингла, который разошёлся двухмиллионным тиражом.После этого Роже Вадим предложил ей роль в фильме «Замок в Швеции» .
В 1963 году представляла Монако на конкурсе песни Евровидение с песней L"amour s"en va и заняла пятое место.
В том же году удостаивается наград Академии Шарля Кро (фр.)русск. и французского телевидения. Помимо родного языка, исполняла песни на английском, испанском, итальянском и немецком языках.Долгое время была «лицом» домов моды «Пако Рабан» , «Ив Сен-Лоран» , «Курреж» и была одним из главных эталонов красоты 1960-х гг. После успешной роли в фильме «Большой приз» подписала контракт со звукозаписывающей компанией Warner Bros.
В 1974 известный астролог Жан-Пьер Никола предложил ей работать совместно с ним, и она становится экспертом-астрологом, ведя на «Радио Монте-Карло» в течение восьми лет передачи на астрологические темы.
В 1981 году вышла замуж за своего давнего партнёра Жака Дютрона, их сын, Тома Дютрон(род. в 1973), пошёл по стопам родителей и стал музыкантом.
В 1988 году объявила о том, что прекращает карьеру певицы, однако через пять лет снова начала работать, записав альбом Le Danger, изданный в 1996 году.
С 2000 по 2012 год записала пять сольных альбомов, среди них — альбом дуэтов с известными французскими исполнителями в 2006 году.
В 2006 году была награждена Большой медалью французского шансона, учреждённой Французской академией.
В 2008 году опубликовала автобиографию «Le Desespoir des singes… et autres bagatelles» . После выхода альбома «L"Amour fou» и одноименного романа в 2012 году объявила о завершении своей певческой карьеры. Затем, после трех лет молчания, Франсуаза снова появилась на публике, представив книгу «Avis non autorises» , в которой она пишет о старости, о болезнях, об изменениях в своем теле, о врачах и шарлатанах, о политиках, об астрологии и о дружбе. Книга была продана в количестве более 62000 экземпляров.Франсуаза с 2004 года борется с лимфомой, весной 2015 года она вынуждена была прервать промо своей новой книги из-за обострения болезни, она провела две недели в коме и после длительного лечения и восстановления вернулась домой.