Η Φράνκλιν γεννήθηκε στο Λονδίνο της Αγγλίας το 1920. Σπούδασε φυσικές επιστήμες στο Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ και στη συνέχεια ολοκλήρωσε διδακτορικό στη φυσική χημεία στο Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ το 1945. Αφού ολοκλήρωσε το διδακτορικό της, εργάστηκε ως επιστημονική συνεργάτης στο British Coal Utilization Research Association, όπου μελέτησε τη δομή του άνθρακα.
Το 1951, ο Franklin μετακόμισε στο King's College του Λονδίνου για να εργαστεί στο εργαστήριο του Maurice Wilkins. Ο Wilkins εργαζόταν επίσης στη δομή του DNA και η τεχνογνωσία του Franklin στην κρυσταλλογραφία ακτίνων Χ ήταν ένα πολύτιμο πλεονέκτημα για την ομάδα. Μαζί, παρήγαγαν μια σειρά από σημαντικά μοτίβα περίθλασης ακτίνων Χ του DNA, τα οποία παρείχαν κρίσιμες πληροφορίες για τη δομή του.
Το 1953, οι Watson και Crick δημοσίευσαν την εργασία τους σχετικά με τη δομή διπλής έλικας του DNA, βασισμένη εν μέρει στο έργο των Franklin και Wilkins. Η Φράνκλιν δεν έλαβε τα εύσημα για το έργο της και δεν προσκλήθηκε να παρευρεθεί στην ανακοίνωση της ανακάλυψης.
Η Φράνκλιν συνέχισε την έρευνά της για τη δομή του DNA και άλλων βιολογικών μορίων μέχρι τον θάνατό της από καρκίνο των ωοθηκών το 1958. Ήταν μόλις 37 ετών.
Παρά τις προκλήσεις που αντιμετώπισε ως γυναίκα σε έναν ανδροκρατούμενο τομέα, η Franklin συνέβαλε σημαντικά στον τομέα της κρυσταλλογραφίας ακτίνων Χ και στην κατανόηση των μοριακών δομών του DNA και άλλων βιολογικών μορίων. Το έργο της άνοιξε το δρόμο για την ανάπτυξη νέων φαρμάκων και θεραπειών για ασθένειες και θεωρείται μια από τις σημαντικότερες επιστήμονες του εικοστού αιώνα.